دانشمندان آزمایشگاه SLAC International Accelerator Laboratory در وزارت انرژی با کمک آرایه‌ای از یک حسگر تصویربرداری موفق به ثبت نخستین تصاویر 3200 مگاپیکسلی در جهان شدند. این حسگر قلب تپنده بزرگترین دوربین دیجیتالی در جهان به‌شمار می‌رود. این در حالیست که پیش‌تر نیز تصاویری با رزولوشن بالاتر به ثبت رسیده بود؛ اما تصاویر جدید بزرگترین عکس‌های تک‌فریم ثبت شده تا به امروز محسوب می‌شوند.
آرایه حسگر مورد استفاده در این روش احتمالا چندان بی‌سابقه نبوده و از 189 حسگر 16 مگاپیکسلی CCD با چیدمان موزائیکی تشکیل شده است. این آرایه به اصلی‌ترین مولفه LSST (بزرگترین دوربین دیجیتالی جهان) تبدیل خواهد شد؛ دوربینی که نهایتا در رصدخانه Vera C. Rubin در کشور شیلی به‌کار گرفته می‌شود.
با این‌حال اکنون این دوربین کماکان در آزمایشگاه SLAC تولید و تست می‌شود و نخستین تصاویر 3200 مگاپیکسلی (3.2 گیگاپیکسلی) جهان نیز طی روز پایانی هفته در همین مکان به ثبت رسیده است.
عرض آرایه فوق بالغ بر 2 فوت (حدودا 60 سانتی‌متر) بوده و طراحی مهندسی آن با مشخصاتی فوق‌العاده انجام شده است. این آرایه در زمان استفاده از یک صفحه کانونی با پهنای کافی بهره خواهد برد. چنین گستره‌ای برای پوشش‌دهی ناحیه‌ای از آسمان با عرضی معادل 40 قرص کامل ماه در کنار یکدیگر کفایت خواهد کرد. این آرایه به لطف بهره‌گیری از تکنیک‌های اپتیکی و مهندسی ظاهرا قادر به ثبت سوژه‌هایی است که روشنایی آن‌ها در مقایسه با میزان قابل رویت توسط چشم غیرمسلح انسان 100 میلیون برابر کمتر است.
آزمایشگاه SLAC به منظور ارائه چشم‌اندازی بهتر این قابلیت را معادل با تشخیص یک شمع از هزاران مایل دورتر توصیف می‌کند. استیون کان؛ مدیر رصدخانه SLAC می‌گوید: “این دستاورد جزو مهم‌ترین پیشرفتهای پروژه رصدخانه Rubin است. تکامل صفحه کانونی دوربین LSST و آزمایشات موفقیت‌آمیز آن به منزله یک پیروزی بزرگ برای تیم توسعه‌دهنده دوربین بوده و رصدخانه روبین را قادر خواهد ساخت تا نسل جدیدی از علوم نجومی را در اختیار بشر قرار دهد.”
تصویری نزدیک از آرایه سنسور
وسعت صفحه کانونی دوربین LSST به اندازه‌ای بالاست که برای ثبت ناحیه‌ای از آسمان با گستره‌ای معادل 40 ماه کامل کفایت می‌کند. رزولوشن این حسگر به اندازه‌ای بالاست که امکان تعیین موقعیت یک توپ گلف از فاصله 15 مایلی را فراهم می‌کند.
اما پرسش اصلی این است که محققان برای تست این دوربین فوق پیشرفته چه سوژه‌ای را انتخاب نموده‌اند؟ در پاسخ بایستی اعلام کرد که این سوژه برشی از یک کلم بروکلی است. دلیل انتخاب چنین سوژه‌ای میزان بالای جزئیات در بافت سطحی بروکلی بود. در واقع رومانسکو به‌عنوان سوژه عکاسی نخستین دوربین دیجیتالی 3200 مگاپیکسلی جهان انتخاب شد. رومانسکو نوعی کلم بروکلی است که احتمالا در برخی فروشگاه‌های موادغذایی قابل دسترس خواهد بود.
محققان به منظور ثبت تصویری واقعی ابتدا آرایه حسگر را درون یک دستگاه کریوستات قرار دادند. این کار با هدف کاهش دمای عملیاتی آرایه تا منفی 150 درجه فارنهایت انجام شد. سپس رومانسکو درون یک جعبه مجهز به سیستم روشنایی داخلی و یک حفره کروی 150 میکرونی در قسمت فوقانی قرار داده شد. بدین‌ترتیب تصویر مستقیما روی صفحه کانونی بدون اپتیک انعکاس پیدا کرد.
تصویر حکاکی شده توسط کامیل فلاماریون؛ اخترشناس فرانسوی و تصویر پرتره ورا روبین سایر سوژه‌های عکاسی به‌شمار می‌روند. بدیهی است که تصاویر با رزولوشن کامل از حجم بسیار بالایی برخوردار هستند. بنابراین به منظور مشاهده نحوه عملکرد آرایه حسگر می‌توانید به تصاویر زیر با وضوح پایین‌تر نگاهی بیندازید:
با این‌حال تصاویر فوق و میزان جزئیات آن‌ها در مقایسه با اثبات طرح مفهومی نمایش داده شده در آن‌ها از اهمیت کمتری برخوردار است. از این گذشته بزرگترین دوربین دیجیتالی جهان در زمان راه‌اندازی از یک کلم بروکلی تصویربرداری نخواهد کرد.
آرون رودمن؛ مسئول مونتاژ و آزمایش دوربین LSST در آزمایشگاه SLAC می‌گوید: “ثبت این تصاویر یک موفقیت بزرگ به‌شمار می‌رود. با وجود چنین مشخصات پیشرفتهای ما حقیقتا محدودیت‌های احتمالی جهت استفاده از هر میلی‌متر مربع صفحه کانونی و بهره‌برداری علمی حداکثری از آن را مرتفع نمودیم.
اقدامات بعدی شامل قرار دادن سنسور داخل یک کریوستات با دمای زیر صفر و درون بدنه دوربین پیش از افزودن آن به بزرگترین لنز نوری در جهان است. بنابراین در آینده نزدیک یقینا جزئیات بیش‌تری پیرامون دوربین LSST منتشر خواهد شد.
