在一个以前用于粒子物理实验的旧实验大厅里，一组法国工程师正在检查滤光片，这将是有史以来最大的数码相机。 现在是 2021 年 10 月鲁宾物理学家，我正在加利福尼亚州门洛帕克的 SLAC 国家加速器实验室观看相机的组装过程。 当这款高分辨率成像仪最终投入使用时，它将为我们提供令人惊叹的深宇宙景观。
该仪器是时空（LSST）相机。 这台 3.2 十亿像素的相机最终将安装在智利山顶维拉-鲁宾天文台的顶部，每三天将拍摄到一半的南部天空。 它将大约每周一次为天文学家、天体物理学家和宇宙学家提供该地区天空的完整图片。
负责相机组装和测试的首席科学家、天体物理学家艾伦·鲁德曼说：“我们将在天空的某个区域看到比人们以前见过的更暗的物体。” “人们做了一些深层次的事情，但他们只停留在天空的微小区域。” 新望远镜将能够在广阔的区域内看到很远很宽的区域，从而可以清楚地看到过去。
相机的组件在 SLAC 国家加速器实验室的洁净室中进行检查。 照片：艾萨克
这些每周的肖像将共同构成“空间和时间调查的遗产”，这是一项为期 10 年的南部天空调查鲁宾物理学家，将收集有关太空物体的形状、位置和颜色的数据，其中包括数百万颗恒星和数十亿个星系。 这些图像每 15 秒拍摄一次，将使研究人员能够密切关注近地小行星，深入了解银河系的起源和演化，了解暗物质和暗能量的本质，并有可能发现全新的现象在宇宙中。
天体物理学家兼鲁宾天文台台长斯蒂芬·卡恩告诉路透社：“主要问题是尽快获得尽可能多的天空，并且一遍又一遍地这样做。” “它能做的最简单的事情就是说，‘改变了什么？它是如何改变的？我们会在这方面做得很好。”
相机图像的规律性将有效地实时了解近处和远处的空间事件，从而全面了解我们的宇宙是如何动态的。
相机的冷冻箱，焦平面位于底部白色盒子的真空中。 照片：艾萨克
LSST 相机有六个光学滤镜，它们像懒惰的苏珊一样旋转，并且可以根据特定夜晚的光线条件和工作人员试图捕捉的物体进行更改。 这些滤光片将使相机能够在从近紫外到近红外的六个不同电磁波谱波段对天空进行成像。
最初计划于 2014 年在智利安装这款相机，但相机的生产受到了延误的影响，最近一次是由于新冠肺炎 (covid-19) 造成的。 鲁德曼说，即使没有大流行的挑战，管理如此庞大的跨学科科学家和工程师团队也“就像放猫一样”。 但现在，事情终于走到了一起。
“如果没有新冠疫情，我们可能在一年前就已经把相机运出去了，”汗说。 “在这个阶段，由于一切都已接近组装，所以一切都很关键。”
相机的前端由三个镜头和正在使用的任何滤镜组成。 非常简单。 但其背后是 5.5 英尺宽、10 英尺长相机的皇冠上的宝石：它的焦平面，即望远镜光线照射到的区域。
焦平面由189个CCD阵列组成，排列成21组，每组9个，并在真空中冷却至接近-100度，以减少图像中的噪声，从而提高相机的灵敏度。 每个 2 英尺长的 CCD 顶部都有一个方形传感器，形成一个极其平坦的焦平面，并且在任何方向上倾斜度都不会超过 10 微米。 （人类头发的直径约为 70 微米。）CCD 本身基本上就是数码相机； 它们排列成九个一组，捕捉到天空的马赛克图像。 正是这种技术将捕获从望远镜的三个镜子反射的所有光线。