世界上最大的数码相机能够拍摄32亿像素的照片,这是有史以来最大的单拍照片。这架相机计划在2021年被转移到维拉·鲁宾天文台(Rubin Observatory),该天文台是为“时间和空间遗产调查”(LSST)项目而设计的,用于观察南方天空。
组建完成后,这个相机将可以拍下整个南天的全景图——每隔几晚就能照一张;如此这般,持续十年。10年间,这个相机将会搜集大约200亿个星系的图像。
具体来看,这台相机将帮助天文学家观察宇宙,了解星系是如何演化的,并回答暗物质如何与现实相吻合的问题。这架照相机还将帮助科学家观察宇宙中一些最暗的光,帮助他们看到宇宙的历史,揭开宇宙的谜团。
但在用它来观察太空之前,科学家们首先把相机用在了蔬菜上,他们首先将一个成像传感器阵列对准了一颗罗马花椰菜,拍下了一张32亿像素的照片。斯坦福大学SLAC实验室的科学家们不得不建造一个比普通智能手机相机更大的相机,以产生超高清晰度的照片。
拍摄第一批32亿像素的图像,是焦平面的第一次重要测试。为了在没有完全组装好摄像机的情况下做到这一点,SLAC团队使用了一个150微米的针孔将图像投射到焦平面上。
世界上最大的相机是如何工作的?
据报道,这款相机和SUV一样大,有189个单独的光传感器,可带来1600万像素的数据,总计3200万像素。189个光传感器被分为9组,它们的配套电子设备被构建成方形单元,称为“科学筏”(science rafts)。
摄制组插入了21个科学筏(science rafts)和另外4个非成像筏,形成了最终的摄像机。据参与这个项目的SLAC机械工程师汉娜·波莱克(Hannah Pollek)说,这个过程非常微妙。
“高风险和严格公差的结合使这个项目非常具有挑战性。但我们拥有一支全能的团队,我们几乎做到了这点。”
此外,焦平面不仅包含32亿像素,而且像素也非常小,而且焦平面本身非常平,宽度约为10微米,不到人类头发的十分之一。
SLAC的新闻发布会上说,这些特性使得相机能够拍摄出清晰的全画幅消费者相机,并且足够大,可以拍摄天空中40个满月大小的天空。
整个相机的设计方式方面,成像传感器灵敏度极高,可以检测到比肉眼可见的物体暗1000万倍以上的物体。换句话说,它可以发现一个物体,就像在几千千米外看到一根燃烧的蜡烛一样。
下一步是什么?
SLAC的研究小组用实验室里找到的东西拍了几张照片,然后把相机从北加州带到它的最终目的地智利。他们拍下了分形的罗马西兰花和薇拉·鲁宾(Vera Rubin)的照片。
这些32亿像素的照片是迄今为止最大的单张照片,要看完整尺寸的照片至少需要378个4K超高清电视屏幕。
成功地拍摄这些最初的照片对捕捉和了解宇宙起着重要的作用。“这是一个里程碑,它使科学家们在探索宇宙的基本问题上又向前迈进了一大步,这种探索方式以前从未被探索过,”SLAC的首席研究官兼基础物理实验室副主任乔安妮·休伊特(JoAnne Hewett)说。
编译/前瞻经济学人APP资讯组
参考资料:https://www.sciencetimes.com/articles/28828/20201228/worlds-largest-camera-taken-first-3-200-megapixel-images-slac.htm
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