Le SLAC prend livraison de la plus grande lentille optique au monde

Les optiques de caméra numérique pour le grand télescope de levé synoptique laissent LLNL prêt pour l'intégration.

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Un gros problème: le plus grand objectif pour le plus grand appareil photo numérique.

Un objectif mesurant 1,57 mètre de diamètre et considéré comme le plus grand objectif optique haute performance jamais fabriqué est arrivé à Laboratoire national des accélérateurs du SLAC, une étape majeure vers sa destination finale dans un appareil photo numérique utilisé par le Grand Télescope Synoptique (LSST).

L'ensemble complet de l'objectif de la caméra, y compris le grand objectif L1 ainsi qu'un objectif L2 compagnon plus petit mesurant 1,2 mètre de diamètre, a été conçu par Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) et construit sur cinq ans par Ball Aerospace et sous-traitant Systèmes optiques Arizona. Un troisième objectif, L3, de 72 centimètres de diamètre, sera également livré au SLAC d'ici un mois.

Le SLAC gère la conception globale, la fabrication et l'assemblage final de l'appareil photo numérique de 168 millions de dollars et 3200 mégapixels de LSST, qui serait maintenant terminé à 90% et devrait être terminé au début de 2021.

«Le succès de la fabrication de cet assemblage optique unique témoigne de l'expertise mondiale de LLNL dans le domaine des grandes optiques, basée sur des décennies d'expérience dans la construction des systèmes laser les plus grands et les plus puissants du monde», a déclaré Scot Olivier, qui a été impliqué dans le projet LSST de Lawrence Livermore depuis plus d'une décennie.

Selon la LSST Corporation, l'appareil photo numérique du LSST est le plus grand appareil photo numérique jamais construit. La structure finale mesurera 1,65 x 3 mètres et pèsera 2 800 kg. Il s'agit d'un imageur optique à grand champ et à grande ouverture capable de visualiser la lumière du proche ultraviolet au proche infrarouge.

Une fois assemblés, les objectifs L1 et L2 seront placés dans une structure optique à l'avant du boîtier de la caméra; L3 formera la fenêtre d'entrée du cryostat de la caméra, contenant son plan focal et l'électronique associée.

Exigences de mise au point précises

le Appareil photo numérique CCD enregistrera les images vues par le système optique principal du télescope, lui-même nouveau design à trois miroirscombinant des miroirs primaires de 8,4 mètres, secondaires de 3,4 mètres et tertiaires de 5 mètres. La première lumière au LSST est prévue en 2020, avec des opérations complètes commençant en 2022.

La conception d'un appareil photo numérique capable de répondre aux objectifs ambitieux du LSST en matière d'imagerie a conduit LLNL à relever un certain nombre de défis, selon l'équipe du projet. Le format de détecteur final emploie une mosaïque de 189 détecteurs de silicium de 16 mégapixels disposés sur 21 «radeaux» pour fournir la résolution totale de 3,2 gigapixels.

La caméra prendra une exposition de 15 secondes toutes les 20 secondes, le télescope étant rejoint et s'installant dans les cinq secondes, ce qui nécessite une structure exceptionnellement courte et rigide. Cela implique à son tour un très petit nombre f, ainsi qu'une mise au point très précise de la caméra.

La documentation du LSST indique que les expositions de 15 secondes sont un compromis pour permettre de repérer les sources faibles et mobiles. Des expositions plus longues réduiraient les frais généraux de lecture de la caméra et de repositionnement du télescope, permettant une imagerie plus profonde, mais les objets se déplaçant rapidement et proches de la Terre se déplaceraient de manière significative pendant une exposition. Chaque point du ciel doit être photographié avec deux expositions consécutives de 15 secondes, pour rejeter les impacts de rayons cosmiques sur les capteurs CCD.

«Chaque fois que vous entreprenez une activité pour la première fois, il y a forcément des défis à relever, et la production de l'objectif LSST L1 ne s'est pas avérée différente», a commenté Justin Wolfe de LLNL. «Vous travaillez avec un morceau de verre de plus de cinq pieds de diamètre et seulement quatre pouces d'épaisseur. Toute mauvaise manipulation, choc ou accident peut endommager l'objectif. L'objectif est un travail artisanal et nous en sommes tous fiers à juste titre.


Heure du Message: 31 octobre 2019