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世界最大的數位相機 ──《知識大圖解》

智利北部海拔2660公尺的佩紐恩峰上,正在建造史上設計最為卓越的望遠鏡──大型綜觀巡天望遠鏡(LSST),其口徑達8.4公尺,巡天能力高達320平方公尺平方度,能即刻捕捉到夜空中廣大區域的光線,還擁有全球最大的32億畫素數位相機。

大型綜觀巡天望遠鏡名稱中的四個部份,就代表了該望遠鏡的四個主要特徵:「大型」表示其主鏡非常巨大,在夜空中為天文學家提供無與倫比的集光能力;「綜觀」指每晚拍攝超過40萬張1600萬畫素的影像,有如為宇宙留下記錄的電影,讓天文學家能研究快速變化或移動的天體;「巡天」指的是其觀測資料會立即開放公眾使用,讓各領域的研究都得以即時進行;而「望遠鏡」當然就是集這一切驚人科技大成的整體構造。

如此巨大的望遠鏡計畫,卻是由非營利的私人機構──LSST公司所營運,其資金來自於私人捐款及國家補助。將望遠鏡蓋在如此高海拔之處,能避開大氣層的影響,而有絕佳的視寧度。望遠鏡主鏡的建造始於2007年11月,2012年7月LSST進入最後的設計階段,2014年完成主鏡建造,其巡天計畫預計營運至2033年。

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本圖出自《How It Works知識大圖解 國際中文版》第09期(2015年6月號),全見版請點擊圖片放大。

相機

如果有個專業攝影師拿著胳臂大小的相機,你應該會印象深刻,但如果是一台和車子差不多大小的相機呢……

LSST的相機是有史以來最大的數位相機,大小有1.6公尺x 3公尺,重達2800公斤。在內部有數個1600萬畫素的矽晶感光元件,組合成巨大的32億畫素影像解析度,視野廣達9.6平方度。

座落在望遠鏡中央的相機會在攝氏零下100度的低溫下工作,以期發揮感光元件的最佳效能。

望遠鏡

和其他大型望遠鏡使用兩面鏡片的策略不同,LSST使用三面鏡片來成像。8.4公尺的主鏡會先收集光線,反射到3.4公尺的次鏡,然後再反射到位於主鏡中心直徑達五公尺的第三面反射鏡,由於次鏡與第三鏡皆為球面,光能夠順利聚焦。這三面鏡片的組合讓LSST有極大的寬廣視野,若每個天區每晚觀測兩次,能在短短三個晚上完成整個南天的巡天。

 

 

本文節錄自《How It Works知識大圖解 國際中文版》第09期(2015年6月號)

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