Обсерватория Веры К. Рубин , ранее известная как Большой синоптический обзорный телескоп ( LSST ), является астрономической обсерваторией, строящейся в Чили. Ее главной задачей будет проведение синоптического астрономического обзора , Legacy Survey of Space and Time . [11] [12] Слово «синоптический» происходит от греческих слов σύν (syn «вместе») и ὄψις (opsis «вид»), и описывает наблюдения, которые дают широкий обзор объекта в определенное время. Обсерватория расположена на вершине Эль-Пеньон Серро-Пачон , горы высотой 2682 метра в регионе Кокимбо , на севере Чили , рядом с существующими телескопами Gemini South и Southern Astrophysical Research . [13] Базовый комплекс LSST расположен примерно в 100 километрах (62 милях) от обсерватории по дороге, в городе Ла-Серена . Обсерватория названа в честь Веры Рубин , американского астронома, которая была пионером в открытиях относительно скоростей вращения галактик.
В обсерватории Рубина будет размещен обзорный телескоп Симони [14], широкоугольный рефлекторный телескоп с 8,4-метровым главным зеркалом [9] [10] , который будет фотографировать все доступное небо каждые несколько ночей. [15] Телескоп использует новую трехзеркальную конструкцию, вариант трехзеркального анастигмата , который позволяет компактному телескопу получать четкие изображения в очень широком поле зрения диаметром 3,5 градуса. Изображения будут записываться 3,2-гигапиксельной камерой с зарядовой связью (ПЗС), самой большой цифровой камерой из когда-либо созданных. [16]
LSST был предложен в 2001 году, а строительство зеркала началось (с частными средствами) в 2007 году. Затем LSST стал самым крупным наземным проектом в Astrophysics Decadal Survey 2010 года , и официально строительство проекта началось 1 августа 2014 года, когда Национальный научный фонд США (NSF) одобрил часть своего бюджета на строительство на 2014 финансовый год (27,5 млн долларов США). [17] Финансирование осуществляется NSF, Министерством энергетики США и частными средствами, привлеченными специализированной международной некоммерческой организацией LSST Discovery Alliance. Операции находятся под управлением Ассоциации университетов по исследованиям в области астрономии (AURA). [18] Ожидается, что общая стоимость строительства составит около 680 млн долларов США. [19]
Строительство объекта началось 14 апреля 2015 года с торжественной закладки первого камня. [20] [21] Первый свет для инженерной камеры ожидается в августе 2024 года, [22] в то время как первый свет системы ожидается в январе 2025 года, а полномасштабные операции по обследованию планируется начать в августе 2025 года из-за задержек графика, связанных с COVID . [23] Планируется, что данные LSST станут полностью общедоступными через два года. [24]
В июне 2019 года переименование обсерватории из Большого синоптического обзорного телескопа (LSST) в Обсерваторию Веры К. Рубин было инициировано представителями Соединенных Штатов Эдди Бернис Джонсон и Дженнифер Гонсалес-Колон . [25] Переименование было введено в действие законом Соединенных Штатов 20 декабря 2019 года [26] и объявлено на зимнем заседании Американского астрономического общества 2020 года . [12] Обсерватория названа в честь Веры К. Рубин . Название отдает дань уважения наследию Рубин и ее коллег по исследованию природы темной материи путем картирования и каталогизации миллиардов галактик в пространстве и времени. [25]
Сам телескоп назван Обзорным телескопом Симони в честь частных спонсоров Чарльза и Лизы Симони. [27]
LSST является преемником традиции обзоров неба . [28] Они начинались как визуально составленные каталоги в 18 веке, такие как каталог Мессье . Его заменили фотографические обзоры, начиная с Гарвардской коллекции пластин 1885 года , Национального географического общества – Обзора неба Паломарской обсерватории и других. Примерно к 2000 году первые цифровые обзоры, такие как Слоанский цифровой обзор неба (SDSS), начали заменять фотографические пластинки более ранних обзоров.
LSST развился из более ранней концепции телескопа темной материи , [29] упомянутой еще в 1996 году. [30] Пятый десятилетний отчет , Астрономия и астрофизика в новом тысячелетии , был выпущен в 2001 году, [31] и рекомендовал "Большой апертурный синоптический обзорный телескоп" в качестве крупной инициативы. Даже на этой ранней стадии были установлены базовая конструкция и цели:
Телескоп с большой апертурой (LSST) — это оптический телескоп класса 6,5 м, предназначенный для еженедельного обзора видимого неба вплоть до гораздо более слабого уровня, чем тот, который достигается существующими обзорами. Он каталогизирует 90 процентов околоземных объектов размером более 300 м и оценивает угрозу, которую они представляют для жизни на Земле. Он найдет около 10 000 примитивных объектов в поясе Койпера , который содержит ископаемые свидетельства формирования Солнечной системы. Он также внесет вклад в изучение структуры Вселенной, наблюдая за тысячами сверхновых , как близких, так и находящихся на большом красном смещении, и измеряя распределение темной материи посредством гравитационного линзирования. Все данные будут доступны через Национальную виртуальную обсерваторию ... предоставляя астрономам и общественности доступ к очень глубоким изображениям меняющегося ночного неба.
Ранняя разработка финансировалась несколькими небольшими грантами, основные взносы в январе 2008 года внесли миллиардеры-разработчики программного обеспечения Чарльз и Лиза Симони и Билл Гейтс в размере 20 миллионов и 10 миллионов долларов соответственно. [32] [27] 7,5 миллионов долларов были включены в бюджетную заявку президента США на NSF на 2013 финансовый год. [33] Министерство энергетики США финансирует создание компонента цифровой камеры Национальной ускорительной лабораторией SLAC в рамках своей миссии по изучению темной энергии. [34]
В десятилетнем обзоре 2010 года LSST был признан наиболее приоритетным наземным инструментом. [35]
Финансирование оставшейся части строительства NSF было одобрено 1 августа 2014 года. [17] Ведущими организациями являются: [34]
В мае 2018 года Конгресс США неожиданно выделил гораздо больше средств, чем запрашивал телескоп, в надежде ускорить строительство и эксплуатацию. Руководство телескопа было благодарно, но не было уверено, что это поможет, поскольку на поздней стадии строительства они не были ограничены в средствах. [19]
По состоянию на май 2022 года критически важным этапом[обновлять] проекта была установка, интеграция и тестирование камеры. [36]
Конструкция телескопа обзора Симони уникальна среди больших телескопов (главные зеркала класса 8 м) тем, что имеет очень широкое поле зрения: 3,5 градуса в диаметре или 9,6 квадратных градусов. Для сравнения, и Солнце, и Луна, видимые с Земли, имеют 0,5 градуса в поперечнике или 0,2 квадратных градуса. В сочетании с его большой апертурой (и, следовательно, способностью собирать свет), это даст ему впечатляюще большой etendue в 319 м 2 ⋅degree 2 . [6] Это более чем в три раза больше etendue самых больших существующих телескопов, телескопа Subaru с его камерой Hyper Suprime [37] и Pan-STARRS , и более чем на порядок лучше, чем у большинства больших телескопов. [38]
Самые ранние рефлекторные телескопы использовали сферические зеркала, которые, хотя и были просты в изготовлении и тестировании, страдали от сферической аберрации ; для снижения сферической аберрации до приемлемого уровня требовалось большое фокусное расстояние. Изготовление главного зеркала параболическим устраняет сферическую аберрацию на оси, но поле зрения тогда ограничивается внеосевой комой . Такое параболическое главное зеркало с основным или кассегреновским фокусом было наиболее распространенной оптической конструкцией вплоть до телескопа Хейла в 1949 году. После этого телескопы в основном использовали конструкцию Ричи-Кретьена , используя два гиперболических зеркала для устранения как сферической аберрации, так и комы, что давало более широкое полезное поле зрения, ограниченное только астигматизмом и аберрациями более высокого порядка. Большинство больших телескопов со времен Хейла используют эту конструкцию — например, телескопы Хаббла и Кека — это телескопы Ричи-Кретьена. LSST будет использовать трехзеркальный анастигмат для устранения астигматизма путем использования трех несферических зеркал. Результатом являются четкие изображения в широком поле зрения, но за счет некоторой светосилы из-за большого третичного зеркала, затеняющего часть оптического пути. [9]
Главное зеркало телескопа (M1) имеет диаметр 8,4 метра (28 футов), второе зеркало (M2) имеет диаметр 3,4 метра (11,2 фута), а третье зеркало (M3), внутри кольцеобразного главного, имеет диаметр 5,0 метров (16 футов). Ожидается, что второе зеркало будет самым большим выпуклым зеркалом в любом работающем телескопе, пока его не превзойдет 4,2-метровое вторичное зеркало Чрезвычайно Большого Телескопа примерно в 2028 году. Второе и третье зеркала уменьшают площадь сбора света главным зеркалом до 35 квадратных метров (376,7 квадратных футов), что эквивалентно телескопу диаметром 6,68 метра (21,9 фута). [6] Умножение этого на поле зрения дает étendue в 336 м 2 ⋅градус 2 ; фактическое число уменьшается за счет виньетирования . [39]
Первичное и третичное зеркала (M1 и M3) выполнены как единое целое, «монолит M1M3». Размещение двух зеркал в одном месте минимизирует общую длину телескопа, что упрощает быструю переориентацию. Изготовление их из одного куска стекла приводит к более жесткой конструкции, чем два отдельных зеркала, что способствует быстрому усадке после движения. [9]
Оптика включает три корректирующие линзы для уменьшения аберраций. Эти линзы и фильтры телескопа встроены в сборку камеры. Первая линза диаметром 1,55 м является самой большой линзой из когда-либо созданных, [40] а третья линза образует вакуумное окно перед фокальной плоскостью. [39]
В отличие от многих телескопов, [41] обсерватория Рубина не пытается компенсировать дисперсию в атмосфере. Такая коррекция, которая требует перенастройки дополнительного элемента в оптической системе, была бы очень сложной в течение 5 секунд, разрешенных между наведениями, плюс является технической проблемой из-за чрезвычайно короткого фокусного расстояния. В результате, более короткие диапазоны длин волн вдали от зенита будут иметь несколько сниженное качество изображения. [42]
Телескоп Симони использует активную оптическую систему с датчиками волнового фронта по углам камеры, чтобы зеркала были точно изображены и находились в фокусе. Поле зрения слишком велико, чтобы использовать адаптивную оптику для коррекции атмосферного зрения. Процесс происходит в три этапа: [43] (1) Измерения лазерного трекера используются для того, чтобы убедиться, что компоненты центрированы и находятся близко к предполагаемым положениям. (2) Коррекции открытого контура применяются для коррекции внутренних аберраций зеркал, провисания компонентов в зависимости от высоты и температуры, а также выбора фильтра. (3) Измерения фокуса и фигуры производятся во время нормальной работы датчиками по углам поля зрения и используются для коррекции оптики.
Точная форма и фокус зеркальной сборки оцениваются, а затем корректируются путем сравнения изображений на четырех наборах намеренно расфокусированных ПЗС (один перед фокальной плоскостью и один позади, см. рисунок справа). Разработаны два метода для нахождения этих поправок. Один из них аналитический, оценивающий полиномиальное описание Цернике текущей формы зеркала, и на основе этого вычисляющий набор поправок для восстановления фигуры и фокуса. Другой метод использует машинное обучение для непосредственного вычисления поправок из расфокусированных изображений. Оба метода, по-видимому, способны достичь целей проектирования.
Цифровая камера с 3,2-гигапиксельным основным фокусом [примечание 1] будет делать 15-секундную экспозицию каждые 20 секунд. [6] Перенацеливание такого большого телескопа (включая время стабилизации) в течение 5 секунд требует исключительно короткой и жесткой конструкции. Это, в свою очередь, подразумевает небольшое число f , что требует точной фокусировки камеры. [44]
15-секундные экспозиции являются компромиссом, позволяющим обнаруживать как слабые, так и движущиеся источники. Более длительные экспозиции уменьшат накладные расходы на считывание данных с камеры и перепозиционирование телескопа, позволяя получать более глубокие изображения, но тогда быстро движущиеся объекты, такие как околоземные объекты, будут значительно перемещаться во время экспозиции. [45] Каждое пятно на небе отображается с двумя последовательными 15-секундными экспозициями, чтобы эффективно исключить попадание космических лучей на ПЗС. [46]
Фокальная плоскость камеры плоская и имеет диаметр 64 см. Основная съемка выполняется мозаикой из 189 ПЗС- детекторов, каждый из которых имеет 16 мегапикселей . [47] Они сгруппированы в сетку 5×5 «плотов», где центральные 21 плот содержат 3×3 датчика изображения, в то время как четыре угловых плота содержат только по три ПЗС-матрицы для направления и управления фокусом. ПЗС обеспечивают выборку лучше, чем 0,2 угловых секунд, и будут охлаждаться примерно до −100 °C (173 K) для снижения шума. [48]
Камера включает фильтр, расположенный между второй и третьей линзами, и автоматический механизм смены фильтров. Хотя камера имеет шесть фильтров ( ugrizy ), покрывающих длины волн 330–1080 нм, [49] положение камеры между вторичным и третичным зеркалами ограничивает размер ее устройства смены фильтров. Она может содержать пять фильтров одновременно, поэтому каждый день один из шести должен быть выбран для исключения на следующую ночь. [50]
Учитывая техническое обслуживание, плохую погоду и другие непредвиденные обстоятельства, ожидается, что камера будет делать более 200 000 снимков (1,28 петабайт в несжатом виде) в год, что намного больше, чем могут просмотреть люди. Управление и эффективный анализ огромного выхода телескопа, как ожидается, станет самой технически сложной частью проекта. [52] [53] В 2010 году первоначальные требования к компьютеру оценивались в 100 терафлопс вычислительной мощности и 15 петабайт хранилища, увеличиваясь по мере сбора данных проектом. [54] К 2018 году оценки возросли до 250 терафлопс и 100 петабайт хранилища. [55]
После того, как изображения сделаны, они обрабатываются в соответствии с тремя различными временными шкалами: оперативно (в течение 60 секунд), ежедневно и ежегодно . [56]
Продукты prompt представляют собой оповещения, выдаваемые в течение 60 секунд наблюдения, об объектах, которые изменили яркость или положение относительно архивных изображений этого положения неба. Передача, обработка и дифференциация таких больших изображений в течение 60 секунд (предыдущие методы занимали часы на меньших изображениях) сама по себе является значительной проблемой разработки программного обеспечения. [57] Примерно 10 миллионов оповещений будут сгенерированы за ночь. [58] Каждое оповещение будет включать следующее: [59] : 22
Нет никакого периода, связанного с оповещениями, — они доступны общественности немедленно, поскольку цель состоит в том, чтобы быстро передать почти все, что LSST знает о любом данном событии, позволяя проводить последующую классификацию и принимать решения. LSST будет генерировать беспрецедентную скорость оповещений, сотни в секунду, когда телескоп работает. [примечание 2] Большинство наблюдателей будут интересоваться только крошечной частью этих событий, поэтому оповещения будут передаваться «брокерам событий», которые пересылают подмножества заинтересованным сторонам. LSST предоставит простого брокера, [59] : 48 и предоставит полный поток оповещений внешним брокерам событий. [60] Zwicky Transient Facility будет служить прототипом системы LSST, генерируя 1 миллион оповещений за ночь. [61]
Ежедневные продукты, выпущенные в течение 24 часов наблюдения, включают изображения с той ночи и исходные каталоги, полученные из разностных изображений. Это включает орбитальные параметры объектов Солнечной системы. Изображения будут доступны в двух формах: Raw Snaps или данные прямо с камеры, и Single Visit Images , которые были обработаны и включают инструментальное удаление подписи (ISR), оценку фона, обнаружение источника, разделение и измерения, оценку функции рассеяния точки , астрометрическую и фотометрическую калибровку. [62]
Ежегодные продукты данных выпуска будут предоставляться один раз в год путем повторной обработки всего набора научных данных на сегодняшний день. Они включают:
Ежегодный выпуск будет частично рассчитываться Национальным центром суперкомпьютерных приложений , а частично — IN2P3 во Франции. [63]
LSST резервирует 10% своей вычислительной мощности и дискового пространства для пользовательских продуктов данных. Они будут созданы путем запуска пользовательских алгоритмов на основе набора данных LSST для специализированных целей с использованием интерфейсов прикладного программирования (API) для доступа к данным и сохранения результатов. Это позволяет избежать необходимости загружать, а затем выгружать огромные объемы данных, позволяя пользователям напрямую использовать хранилище и вычислительные мощности LSST. Это также позволяет академическим группам иметь иную политику выпуска, чем LSST в целом.
Ранняя версия программного обеспечения для обработки данных изображений LSST используется инструментом Hyper Suprime-Cam телескопа Subaru [64], широкоугольным обзорным инструментом с чувствительностью, аналогичной LSST, но с полем зрения в пять раз меньше: 1,8 квадратных градусов против 9,6 квадратных градусов LSST. Новое программное обеспечение под названием HelioLinc3D было разработано специально для обсерватории Рубина для обнаружения движущихся объектов. [65]
LSST охватит около 18 000 градусов 2 южного неба с шестью фильтрами в своем основном обзоре, с примерно 825 посещениями каждой точки. Ожидается, что пределы 5σ ( SNR больше 5) будут r < 24,5 на отдельных изображениях и r < 27,8 в полных стековых данных. [66]
Основной обзор будет использовать около 90% времени наблюдений. Оставшиеся 10% будут использованы для получения улучшенного покрытия для определенных целей и регионов. Это включает в себя очень глубокие ( r ~ 26) наблюдения, очень короткие повторные интервалы времени (примерно одна минута), наблюдения «особых» регионов, таких как эклиптика , галактическая плоскость , а также Большое и Малое Магеллановы Облака , и области, подробно охваченные многоволновыми обзорами, такими как COSMOS и Chandra Deep Field South . [46] В совокупности эти специальные программы увеличат общую площадь примерно до 25 000 градусов 2 . [6]
Конкретные научные цели LSST включают в себя: [67]
Благодаря широкому полю зрения и чувствительности, ожидается, что LSST будет одним из лучших телескопов для обнаружения оптических аналогов гравитационно-волновых событий, обнаруженных LIGO и другими обсерваториями. [71]
Также есть надежда, что огромный объем полученных данных приведет к новым неожиданным открытиям.
Конгресс США поручил NASA обнаружить и каталогизировать 90% объектов размером 140 метров и более на околоземной орбите. [72] Предполагается, что LSST сам по себе способен обнаружить 62% таких объектов, [73] и, по данным Национальной академии наук США , продление его наблюдения с десяти до двенадцати лет было бы наиболее экономически эффективным способом выполнения этой задачи. [74]
В обсерватории Рубина действует программа «Образование и работа с общественностью» (EPO). EPO обсерватории Рубина будет обслуживать четыре основные категории пользователей: широкую общественность, формальных педагогов, главных исследователей гражданской науки и разработчиков контента в неформальных образовательных учреждениях. [75] [76] Обсерватория Рубина будет сотрудничать с Zooniverse в ряде проектов гражданской науки. [77]
Было много других оптических обзоров неба , некоторые из которых все еще продолжаются. Для сравнения, вот некоторые из основных оптических обзоров, используемых в настоящее время, с отмеченными различиями:
Место проведения Cerro Pachón было выбрано в 2006 году. Основными факторами были количество ясных ночей в году, сезонные погодные условия и качество изображений, полученных через местную атмосферу (видимость). Место также должно было иметь существующую инфраструктуру обсерватории, чтобы минимизировать затраты на строительство, и доступ к оптоволоконным линиям связи, чтобы разместить 30 терабайт данных, которые LSST будет производить каждую ночь. [83]
По состоянию на февраль 2018 года строительство шло полным ходом. Корпус здания на вершине был завершен, и в 2018 году было установлено основное оборудование, включая HVAC , купол, камеру для нанесения зеркального покрытия и узел крепления телескопа. Также было расширено базовое здание AURA в Ла-Серене и общежитие на вершине, совместно используемое с другими телескопами на горе. [58]
К февралю 2018 года камера и телескоп разделили критический путь. Главным риском считалось то, было ли выделено достаточно времени для системной интеграции. [84]
По состоянию на 2017 год [обновлять]проект оставался в рамках бюджета, хотя бюджетные средства на непредвиденные расходы были ограниченными. [58]
В марте 2020 года работа над объектом на вершине и главной камерой в SLAC была приостановлена из-за пандемии COVID-19 , хотя работа над программным обеспечением продолжалась. [85] За это время камера для ввода в эксплуатацию прибыла на базовый объект и была там протестирована. Она была перемещена на вершину и установлена на горе в августе 2022 года. [86]
Главное зеркало, самая важная и трудоемкая часть конструкции большого телескопа, изготавливалось в течение 7 лет Зеркальной лабораторией обсерватории Стюарда при Университете Аризоны . [87] Строительство формы началось в ноябре 2007 года, [88] литье зеркала началось в марте 2008 года, [89] а заготовка зеркала была объявлена «идеальной» в начале сентября 2008 года. [90] В январе 2011 года обе фигурки M1 и M3 были завершены: генерация и тонкая шлифовка, а полировка M3 началась.
Зеркало было официально принято 13 февраля 2015 года, [91] [92] затем помещено в транспортный ящик для зеркал и хранится в ангаре самолета. [93] В октябре 2018 года его переместили обратно в зеркальную лабораторию и интегрировали с ячейкой поддержки зеркала. [94] Оно прошло дополнительные испытания в январе/феврале 2019 года, затем было возвращено в транспортный ящик. В марте 2019 года его отправили на грузовике в Хьюстон, штат Техас, [95] поместили на корабль для доставки в Чили, [96] и в мае оно прибыло на саммит. [97] Там его воссоединят с ячейкой поддержки зеркала и покроют.
Покрывающая камера, которая использовалась для покрытия зеркал после их прибытия, сама прибыла на вершину в ноябре 2018 года. [94]
Вторичное зеркало было изготовлено компанией Corning из стекла со сверхнизким коэффициентом расширения и грубо отшлифовано с точностью до 40 мкм от желаемой формы. [4] В ноябре 2009 года заготовка была отправлена в Гарвардский университет на хранение [98] до тех пор, пока не будет получено финансирование для ее завершения. 21 октября 2014 года заготовка вторичного зеркала была доставлена из Гарварда в Exelis (теперь дочерняя компания Harris Corporation ) для тонкой шлифовки. [99] Готовое зеркало было доставлено в Чили 7 декабря 2018 года [94] и было покрыто в июле 2019 года. [100]
Раскопки на месте начались в полном объеме 8 марта 2011 года [101] , и к концу 2011 года участок был выровнен. [102] В это же время продолжалось проектирование, в ходе которого были внесены значительные усовершенствования в систему поддержки зеркал, экраны рассеянного света, ветрозащитный экран и калибровочный экран.
В 2015 году под площадкой опорного здания, прилегающего к телескопу, было обнаружено большое количество битой породы и глины. Это вызвало 6-недельную задержку строительства, пока его выкапывали и заполняли пространство бетоном. Это не повлияло на сам телескоп или его купол, чьи гораздо более важные фундаменты были более тщательно обследованы во время планирования участка. [103] [104]
Здание было объявлено практически завершенным в марте 2018 года. [105] Ожидалось, что купол будет завершен в августе 2018 года, [58] но фотография от мая 2019 года показала, что он все еще не завершен. [97] (Все еще не завершенный) купол обсерватории Рубина впервые начал вращаться самостоятельно в ноябре 2019 года. [106]
Крепление телескопа и пирс, на котором он находится, сами по себе являются существенными инженерными проектами. Основная техническая проблема заключается в том, что телескоп должен поворачиваться на 3,5 градуса к соседнему полю и устанавливаться в течение четырех секунд. [примечание 3] [107] : 10 Для этого требуются очень жесткие пирс и крепление телескопа с очень высокой скоростью поворота и ускорением (10°/сек и 10°/сек 2 соответственно [108] ). Базовая конструкция традиционна: крепление высоты над азимутом из стали с гидростатическими подшипниками на обеих осях, установленное на пирсе, который изолирован от фундамента купола. Пирс LSST необычно большой (диаметр 16 м), прочный (толщина стен 1,25 м) и установлен непосредственно на нетронутой коренной породе, [107] где во время раскопок на месте были приняты меры предосторожности, чтобы избежать использования взрывчатых веществ, которые могли бы ее расколоть. [104] : 11–12 Другие необычные особенности конструкции — линейные двигатели на главных осях и утопленный пол на монтировке. Это позволяет телескопу немного выдвигаться ниже азимутальных подшипников, что обеспечивает ему очень низкий центр тяжести.
Контракт на сборку монтировки телескопа был подписан в августе 2014 года. [109] Она прошла приемочные испытания в 2018 году [94] и прибыла на строительную площадку в сентябре 2019 года. [110] К апрелю 2023 года монтировка была объявлена «в основном завершенной» и передана обсерватории Рубина. [111]
В августе 2015 года проект камеры LSST, который отдельно финансируется Министерством энергетики США (DoE), прошел проверку проекта на предмет «критического решения 3», при этом комитет по рассмотрению рекомендовал DoE официально одобрить начало строительства. [112] 31 августа было получено одобрение, и строительство началось в SLAC в Калифорнии. [113] По состоянию на сентябрь 2017 года строительство камеры было завершено на 72%, при этом имелось достаточное финансирование (включая непредвиденные расходы) для завершения проекта. [58] К сентябрю 2018 года криостат был завершен, линзы отшлифованы и 12 из 21 необходимых плотов ПЗС-датчиков были доставлены. [114] По состоянию на сентябрь 2020 года вся фокальная плоскость была завершена и проходила испытания. [115] К октябрю 2021 года последний из шести фильтров, необходимых для камеры, был закончен и доставлен. [116] К ноябрю 2021 года вся камера была охлаждена до необходимой рабочей температуры, поэтому можно было начать финальные испытания. [117]
Перед установкой последней камеры будет использоваться меньшая и более простая версия (камера для ввода в эксплуатацию, или ComCam) «для выполнения задач по выравниванию телескопа и вводу его в эксплуатацию на ранних этапах, завершения инженерных работ и, возможно, получения ранних пригодных для использования научных данных». [118]
Сообщалось, что камера была завершена в начале 2024 года. [119] Камера прибыла в обсерваторию в мае 2024 года. [120]
Данные должны передаваться с камеры на объекты на вершине, на базовые объекты, а затем в хранилище данных LSST в Национальном центре суперкомпьютерных приложений (NCSA) в Соединенных Штатах. [121] Эта передача должна быть очень быстрой (100 Гбит/с или лучше) и надежной, поскольку именно в NCSA данные будут обрабатываться в научные продукты данных, включая оповещения о переходных событиях в режиме реального времени. Эта передача использует несколько волоконно-оптических кабелей от базового объекта в Ла-Серене до Сантьяго , Чили, затем через два резервных маршрута в Майами, Флорида, где он подключается к существующей высокоскоростной инфраструктуре. Эти два резервных канала были активированы в марте 2018 года консорциумом AmLight. [122]
Поскольку передача данных пересекает международные границы, в нее вовлечено много разных групп. К ним относятся Ассоциация университетов по исследованиям в области астрономии (AURA, Чили и США), REUNA [123] (Чили), Международный университет Флориды (США), AmLightExP [122] (США), RNP [124] (Бразилия) и Иллинойсский университет Урбана-Шампейн NCSA (США), все из которых участвуют в Группе инженеров сети LSST (NET). Это сотрудничество проектирует и обеспечивает сквозную производительность сети в нескольких сетевых доменах и провайдерах.
Исследование, проведенное в 2020 году Европейской южной обсерваторией, показало, что до 30–50 % экспозиций в сумерках с помощью обсерватории Рубина будут серьезно затронуты созвездиями спутников . Обзорные телескопы имеют большое поле зрения и изучают кратковременные явления, такие как сверхновые или астероиды , [125] и методы смягчения, которые работают на других телескопах, могут быть менее эффективными. Изображения будут особенно затронуты в сумерках (50 %) и в начале и конце ночи (30 %). Для ярких следов полная экспозиция может быть испорчена комбинацией насыщения, перекрестных помех (далекие пиксели получают сигнал из-за природы электроники ПЗС) и ореолов (внутренних отражений внутри телескопа и камеры), вызванных следом спутника, что влияет на область неба, значительно большую, чем сам путь спутника во время съемки. Для более слабых следов будет потеряна только четверть изображения. [126] Предыдущее исследование обсерватории Рубина показало, что воздействие составляет 40% в сумерках, и только ночи в середине зимы не будут затронуты. [127]
Возможными подходами к этой проблеме были бы сокращение количества или яркости спутников, модернизация системы ПЗС-камер телескопа или и то, и другое. Наблюдения за спутниками Starlink показали уменьшение яркости следа спутника для затемненных спутников. Этого уменьшения недостаточно, чтобы смягчить эффект при широкоугольных обзорах, подобных тому, который проводила обсерватория Рубина. [128] Поэтому SpaceX вводит солнцезащитный козырек на новых спутниках, чтобы защитить видимые с земли части спутника от прямого солнечного света. Цель состоит в том, чтобы поддерживать спутники выше 7-й звездной величины, чтобы избежать насыщения детекторов. [129] Это ограничивает проблему только следом спутника, а не всем изображением. [130] По состоянию на 2023 год «мини»-спутники Starlink поколения 2 достигли средних видимых звездных величин более 7. [131]
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )Никакой коррекции для атмосферной дисперсии или ADC не было включено. Чрезвычайно быстрое фокусное отношение и ожидаемые быстрые изменения наведения в ходе наблюдений исключают любую компенсационную технику. Снижение качества изображения придется принять в нижних диапазонах длин волн под углами от зенита.