El Observatorio Vera C. Rubin pronto iniciará su Estudio del Legado del Espacio y el Tiempo, o LSST por sus siglas en inglés, que durará una década, monitoreando todo el cielo sobre el hemisferio sur miles de veces. Una misión de esta magnitud requiere una cámara igualmente impresionante.
Crédito: SLAC National Accelerator Laboratory.
Afortunadamente, el Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC del Departamento de Energía de los Estados Unidos está listo para proporcionar justo eso. Sus científicos e ingenieros han completado oficialmente la cámara LSST, la cámara digital más grande jamás construida, para el pionero sondeo astronómico de 10 años de Rubin.
La cámara LSST de 3.200 megapíxeles tiene el tamaño de un automóvil compacto y pesa 3 toneladas métricas —aproximadamente la mitad del peso de un elefante macho de la sabana africana—. La vista de campo amplio de LSST intentará resolver misterios persistentes en torno a la energía oscura, la fuerza que representa alrededor del 70 % del contenido de materia-energía de nuestro universo y que causa la aceleración de la expansión del cosmos.
LSST también investigará la materia oscura, la enigmática sustancia que representa alrededor del 85 % de todas las cosas en el cosmos a pesar de ser invisible para nosotros, además de responder otras preguntas astronómicas mientras crea lo que Željko Ivezić, director de la construcción del Observatorio Rubin, describe como «la mejor película de todos los tiempos y el mapa más informativo del cielo nocturno jamás compilado».
Crédito: SLAC National Accelerator Laboratory.
«Los datos recopilados por la cámara LSST y Rubin serán realmente revolucionarios. Nos permitirán realizar estudios muy incisivos sobre la expansión del universo y la energía oscura», comentó Aaron Roodman, profesor de SLAC y subdirector y líder del Programa de Cámara del Observatorio Rubin. «El sondeo de LSST nos permitirá ver miles de millones de galaxias, un estimado de 17 mil millones de estrellas en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, y millones de objetos en el sistema solar».
«No vamos a estar mirando objetos individuales. Vamos a observar todo lo que esté disponible en el cielo nocturno desde nuestra ubicación en la cima de una montaña en Chile», añadió.
Transportando toneladas
Antes de que la Cámara LSST pueda ayudar a los científicos a jugar al detective para investigar la energía oscura y otros misterios cósmicos, empero, debe ser transportada desde el SLAC en Menlo Park, California, hasta la cima de 2.713 metros del Cerro Pachón en los Andes. Una vez allí, será izada sobre el telescopio de la encuesta Simonyi más tarde este año.
No es solo el tamaño del enorme artilugio lo que hace que esta operación de transporte sea complicada. La cámara también es notablemente delicada, con su plano focal compuesto por 201 sensores CCD diseñados a medida. Estos tienen un grosor de 5 micrones, con una variación en la planitud no mayor a la décima parte del ancho de un cabello humano. Para comparación, una hoja de papel tiene entre 50 y 100 micrones de grosor.
Crédito: SLAC National Accelerator Laboratory.
El espacio entre estos sensores es de aproximadamente medio milímetro de ancho, lo que significa que evitar que colisionen fue un desafío importante durante la fabricación, y sigue siendo un desafío durante el transporte.
El equipo ya ha probado la ruta que tomará la Cámara LSST utilizando un «sustituto de masa» del mismo peso y forma que la cámara. Este sustituto estaba equipado con acelerómetros que probaban los esfuerzos que actuarán sobre la cámara LSST, incluidos los probables durante su viaje a Chile en avión.
Una vez que esté montada en los sistemas de posición en los que dependerá, como las unidades que enfriarán sus sensores de imagen a menos 100 grados Celsius, se configurará y se pondrá en funcionamiento.
«Luego haremos pruebas para verificar que la cámara esté funcionando bien y que todo el telescopio funcione como un sistema integrado», detalló Roodman. «Tenemos un período de 18 semanas en el que comenzaremos a tomar imágenes».
En cuanto a qué imagen capturará primero la Cámara LSST, Roodman dijo que aún no se ha seleccionado un objetivo, pero espera que sea un parche de cielo que contenga una galaxia grande y brillante. Agregó que la publicación de las primeras imágenes de LSST al público está actualmente planeada para la primavera del próximo año.
