Aparaty cyfrowe

Gigapikselowy sensor stworzy model 3D Galaktyki

z dnia
Karol Żebruń | Redaktor serwisu benchmark.pl
15 komentarzy Dyskutuj z nami

Na pokładzie sondy Gaia, która w 2013 roku poleci w Kosmos, znajdzie się ogromny "sensor" światłoczuły, na który składa się aż 106 matryc CCD o łącznej rozdzielczości 1 gigapiksela (1 Gpix). Sonda będzie tworzyć trójwymiarowe mapy naszego kosmicznego sąsiedztwa.

Wprowadzenie matryc CCD w 80 latach ubiegłego wieku zrewolucjonizowało astronomię i znacząco poszerzyło naszą wiedzę o wszechświecie. To, co wcześniej wykonywano przez długie lata, można było osiągnąć w kilka tygodni. Astronomia z nauki zajmującej się pojedynczymi obiektami przeszła do fazy nauki globalnie postrzegającej kosmos.

Dzisiaj apetyt na wiedzę i konieczność odpowiedzi na pytania, których liczba nie maleje, zmusza astronomów do budowania coraz bardziej skomplikowanych sensorow. Już nie wystarcza pojedyncza matryca. Konieczne jest łączenie kilku i więcej układów CCD w mozaiki.
 

Przygotowywanie matryc CCD - 1 Gpix
 

Najnowsze wyzwanie, jakiego podjęli się naukowcy z ESA (Europejska Agencja Kosmiczna), to zbudowanie "sensora" o sumarycznej rozdzielczości około 1 gigapiksela (dokładnie 938 megapikseli). Składa się on ze 106 oddzielnych matryc CCD o wymiarach 4,7 x 6 cm każda. Ułożono je z ogromną precyzją tak, aby odległości pomiędzy nimi nie przekraczały 1 mm.

Rozdzielczość 1 Gpix robi wrażenie, ale jeszcze większe robi rozmiar sensora. Gdybyśmy chcieli uzyskać podobną rozdzielczość układając obok siebie 24 megapikselowe pełnoklatkowe matryce z aparatu Nikon D3x, powstałaby konstrukcja rozmiaru kartki A4. Tutaj jednak, jak widać na zdjęciu poniżej, mamy kilkukrotnie większe wymiary.
 

Montaż matryc CCD - 1 Gpix
Podstawę o wadze około 20 kilogramów, na której umieszczono sensory, dla zachowania odpowiedniej sztywności wykonano z węgliku krzemu.

Jest to spowodowane tym, że piksele w wykorzystanych przez astronomów matrycach produkcji e2v Technologies są znacznie większe. Pojedynczy sensor o wymiarach, jak już wspominaliśmy 4,7 x 6 cm, ma rozdzielczość 8,8 megapiksela. Duży rozmiar piksela w przypadku obserwacji astronomicznych jest bardzo istotny. Gwiazdy dla których będą wykonywane pomiary świecą bardzo słabym światłem, które jednak trzeba zmierzyć bardzo dokładnie. Błąd pomiaru, który na zdjęciu wykonanym zwykłą cyfrówką byłby nie do zauważenia, w tego typu obserwacjach daje poważne rozbieżności.
 

Mozaika CCD sonda Gaia - 1 Gpix
Nie wszystkie sensory CCD będą miały to samo zadanie. Główna część, składająca się z 62 matryc, będzie wykonywała pomiary astrometryczne.

Do czego potrzebne jest tak skomplikowane narzędzie? Matryca, a w zasadzie ich mozaika, zostanie umieszczona na pokładzie europejskiego satelity Gaia, który będzie wykonywał dokładne mapy naszej galaktycznej okolicy mierząc pozycje (z dokładnością nawet 20 mikrosekund łuku) i prędkości miliarda gwiazd. Wykonanie tego zadania za pomocą pojedynczej matrycy jest możliwe, ale bardzo nieekonomiczne. Zebrane przez sondę dane, po wstepnej analizie, będą przesyłane za pomocą 5 Mbps łącza z odległości 1,5 miliona kilometrów (tak daleko będzie znajdowała się Gaia) na Ziemię.

Dodatkowym zadaniem sondy Gaia jest badanie pozaziemskich układów planetarnych, a także innych obiektów zarówno w Układzie Słonecznym, jak i poza Galaktyką.
 

Więcej o badaniach Kosmosu:

Źródło: ESA

Komentarze

15
Zaloguj się, aby skomentować
avatar
Dodaj
Komentowanie dostępne jest tylko dla zarejestrowanych użytkowników serwisu.
  • avatar
    Sniko
    ciekawe w jaki sposób będą przesyłać te dane z odległości 1,5mln km ?
  • avatar
    wanakamura
    TePsa :)
  • avatar
    Baleryon
    Panie Karolu, dla jasności można by w nagłówku dać "Galaktyki" wielką literą, coby było wiadomo, że chodzi o Drogę Mleczną. Tak się przyjęło w literaturze astronomicznej. Napisane małą literą może oznaczać jakąś poślednią karłowatę galaktykę daleko stąd.
  • avatar
    Konto usunięte
    Ale jak ze 106 matryc zrobić matryce prostokątną o jakimś sensownym stosunku długości do szerokości. Są tylko 2 możliwości 1x106 lub 2x53, ma ktoś jakiś pomysł??
  • avatar
    Konto usunięte
    Takie zdjęcia będą zajmować aż kilkaset MB.