Novo poglavlje svemirske tehnologije: Opservatorij Vera C. Rubin s najvećom digitalnom kamerom na svijetu

Na visini od 2.682 metra iznad mora, visoko na grebenu planinskog lanca Andi, gdje gotovo da i nema svjetlosnog zagađenja, zrak je rijedak, a broj vedrih noći vrlo velik, znanstvenici od 2003. godine grade i pripremaju jedan od najambicioznijih astronomskih projekata današnjice – Opservatorij Vera C. Rubin. Dakako, riječ je o opservatoriju koji je jučer svijetu predstavio novi foto pogled na Svemir, a stručnjaci rezultate i mogućnosti koje su im dane izgradnjom opservatorija već nazivaju – revolucionarnim. S razlogom. Iza znanstvenih ciljeva krije se prava tehnološka senzacija: najveća digitalna kamera ikada napravljena za astronomiju i napredni teleskopski sustav nove generacije.

Inače, ideja o izgradnji opservatorija i postavljanju kamere datira iz 2003. godine, čak 11 godina kasnije započela je izgradnja, 2019. godine završen je primarni teleskopski sustav, od 2022. do 2024. trajala su razna testiranja kompletnog pogona, a od 23. lipnja ove godine (jučer!) Opservatorij nazvan po znanstvenici koja je otkrila tamnu materiju i službeno je započeo s radom. Cijela priča koštala je oko 800 milijuna dolara i 90 posto tog novca su platile vodeće znanstvene institucije SAD-a, a 10 posto je prikupljen od privatnih donatora. Procjenjuje se da će funkcioniranje cijelog pogona u idućih 10 godina koštati oko 400 milijuna dolara.

3,2 gigapiksela svemirske preciznosti

U središtu opservatorija nalazi se kamera koja ruši sve dosadašnje rekorde. S nevjerojatnih 3,2 milijarde piksela, Rubinova kamera nije samo najveća, već i najosjetljivija kamera namijenjena širokokutnom astronomskom promatranju. Dimenzijama otprilike poput malog automobila, ovaj digitalni kolos težak više od 3 tone sposoban je zabilježiti svjetlosne tragove najudaljenijih galaksija, kao i suptilne promjene na nebu iznad nas.

Kamera koristi 189 CCD senzora raspoređenih u mozaiku, koji zajedno prekrivaju površinu od oko 60×60 centimetara. Spektralni raspon detekcije obuhvaća valne duljine od 320 do 1050 nanometara, čime pokriva ultraljubičasto, vidljivo i dio infracrvenog svjetla. Snima kroz šest filtera standardiziranih za astrofizička promatranja.

Zahvaljujući sofisticiranom sustavu hlađenja, upravljanja i obrade, kamera može svakih 15 sekundi snimiti cijelo vidno polje koje pokriva 9,6 kvadratnih stupnjeva – što je otprilike 40 puta više od površine punog Mjeseca na nebu. Tijekom jedne noći, sustav može snimiti i obraditi do 20 terabajta podataka.

Troslojni div – optički sustav budućnosti

Da bi ovakva kamera funkcionirala potreban je teleskop besprijekorne optičke konstrukcije. Rubinov teleskop koristi rijetki, ali izuzetno učinkovit trozrcalni optički sustav Paul-Baker dizajna. Ovaj sustav omogućuje kombinaciju velike svjetlosne snage, širokog vidnog polja i minimalne optičke aberacije.

Najimpresivniji element je primarno zrcalo promjera 8,4 metra, koje je ujedno i tehnički spojeno sa sekundarnim zrcalom. Ono je izrađeno kao monolitna staklena struktura u obliku dvije zakrivljenosti na jednoj ploči – svjetski presedan u teleskopskoj tehnologiji.

Efektivni otvor teleskopa iznosi 6,5 metara, što ga čini jednim od najvećih optičkih instrumenata za širokokutnu astronomiju. Zahvaljujući brzom pomicanju i preciznom usmjeravanju, teleskop može snimiti cijelo južno nebo svaka 3 dana.

Pametan sustav za brzo nebo

Posebnost Rubinovog opservatorija nije samo u veličini, već i u brzini. Svaka promjena zabilježena kamerom – bilo da je riječ o eksploziji supernove, prolazu asteroida ili promjeni svjetline neke zvijezde – može biti prepoznata i obrađena unutar 60 sekundi, nakon čega se šalje upozorenje globalnoj znanstvenoj zajednici putem posebnog sustava obavijesti.

Svi podaci bit će javnog karaktera, dostupni istraživačima, obrazovnim institucijama i znanstvenicima diljem svijeta. Očekuje se da će tijekom 10 godina rada opservatorij prikupiti više od 60 petabajta znanstvenih podataka.

Foto Opservatorij Vera C. Rubin