Получена самая большая цифровая фотография в истории

Американские физики сделали самый большой цифровой снимок в мире, используя фокальную плоскость строящейся камеры-рекордсмена и инженерную хитрость. Фотография стала важным этапом проекта, в ходе которого астрономы получат самые информативные панорамные снимки неба. Грег Стюарт / Национальная ускорительная лаборатория SLAC

Сотрудники Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики США получили рекордно большой цифровой снимок с разрешением 3200 мегапикселей. Это разрешение позволяет увидеть мячик для гольфа с расстояния 25 километров. Чтобы отобразить такой снимок на экране целиком, потребовалось бы 378 мониторов, подходящих для отображения формата 4K.

Огромное фото сделали с помощью набора светочувствительных элементов, который вскоре встроят в будущую крупнейшую в мире камеру LSST, предназначенную для панорамной съемки звездного неба. Чувствительные элементы преобразуют свет, излучаемый или отражаемый объектом, в электрические сигналы, которые используются для создания цифрового изображения. Изображение-рекордсмен создали с помощью 189 отдельных элементов — так называемых приборов с зарядовой связью (ПЗС), каждый из которых по отдельности обеспечивает 16 мегапикселей — средний максимум большинства современных цифровых камер.

Панель ПЗС-элементов

ПЗС-матрица камеры LSST имеет ширину более полуметра, тогда как размеры ПЗС-матриц привычных цифровых фотоаппаратов исчисляются десятками миллиметров. Поверхность, на которой находятся светочувствительные ПЗС-элементы при этом чрезвычайно плоская. Перепад толщины не превышает ширины человеческого волоса. Рабочая температура светочувствительных элементов — минус 101 градус по Цельсию.

Брокколи в камере-обскуре

Чтобы протестировать светочувствительные элементы без объективов и затворов, которые появятся лишь в готовой камере, команда исследователей сконструировала камеру-обскуру. В непрозрачный ящик с крошечным отверстием диаметром 150 микрон поместили объект съемки — кочан капусты брокколи. Овощ выбрали из-за множества мелких деталей на его поверхности. Полученные изображения весьма порадовали ученых высокой детализацией.



В ближайшие несколько месяцев криостат со светочувствительными элементами вставят в корпус камеры, снабдят ее объективом, затвором и системой замены фильтров, и к середине 2021 года камера размером с внедорожник будет готова к финальным испытаниям. Затем вся эта куча оборудования отправится в Чили в Обсерваторию имени Веры Рубин (Vera C. Rubin Observatory), чтобы делать панорамные изображения южного неба каждые 3 ночи в течение 10 лет. В планах астрономов — заснять около 20 миллиардов галактик и обнаружить объекты в 100 миллионов раз тусклее тех, что видны невооруженным глазом. Этот «крупнейший астрономический фильм всех времен прольет свет на некоторые из самых больших загадок Вселенной, включая темную материю и темную энергию», — уверенно заявили ученые.