MENLO PARK – El universo está a punto de obtener su primer plano más grande jamás visto.

La cámara digital más potente jamás construida, que actualmente se ensambla en el Laboratorio Nacional Acelerador SLAC de la Universidad de Stanford, creará un vasto panorama del espacio al tomar instantáneas de 20 mil millones de galaxias, más del doble de la cantidad de habitantes en la Tierra.

Con 7.000 piezas únicas, se combinará con un telescopio “para inspeccionar los cielos, observando cada parte disponible del cielo, no solo una, sino muchas veces”, dijo el profesor de física de partículas y astrofísica Aaron Roodman en SLAC/Stanford. y el administrador del programa para el proyecto de la cámara.

Con siete años de desarrollo, el proyecto de la cámara de $168 millones está a punto de completarse. La próxima primavera, se cargará cuidadosamente en un marco protector y se almacenará en un contenedor de carga, luego se transportará en camión a un avión fletado 747 que espera en el Aeropuerto Internacional de San Francisco para su viaje al Observatorio Rubin de Chile. Para evitar colisiones en la concurrida autopista US 101 de la península, la cámara será escoltada por una caravana de autos.

“En este momento estamos tratando de unirlo todo y hacer que todo funcione”, dijo Travis Lange, ingeniero mecánico jefe. “Aquí es donde las cosas se ponen difíciles. Es un poco frenético.

La visión de la cámara es tan nítida que podría detectar una pelota de golf a 15 millas de distancia.

Pero lo que realmente importa es su persistencia y su alcance.

Una vez colocada, la cámara tomará fotografías de todo el hemisferio sur celeste. Un proyecto conjunto de la Fundación Nacional de Ciencias y el Departamento de Energía, el proyecto Legacy Survey of Space and Time (LSST) tomará fotos cada 15 segundos, acumulando muchas imágenes, cada noche, durante 10 años.

Sus fotos de lapso de tiempo revelarán cambios en el cielo, ayudando a los científicos a detectar explosiones de estrellas, colisiones estelares, asteroides voladores y galaxias que se oscurecen y se iluminan misteriosamente. En tiempo real, alertará a los científicos sobre estas sorprendentes vistas.

Las muchas fotos también se pueden apilar una encima de la otra, iluminando objetos tan oscuros que normalmente pasarían desapercibidos.

La cámara también sondeará nuestro propio sistema solar, detectando alrededor de seis millones de objetos, 50 veces más de lo que podemos ver hoy.

Con un simple clic de su obturador gigante, la cámara LSST puede ayudar a responder preguntas aún más profundas: ¿de qué está hecho el universo? ¿Cómo interactúan estos ingredientes entre sí? ¿Por qué el universo está evolucionando y acelerando su expansión? ¿Los fragmentos de materia oscura ofrecen pistas? Y más.

“El potencial para el descubrimiento es fantástico”, dijo Steve Ritz, científico del proyecto de la cámara y profesor de física en UC Santa Cruz. “Queremos encontrar cosas nuevas. Queremos ser sorprendidos.

A diferencia del nuevo telescopio espacial James Webb, que ahora se desplaza por el espacio en un lugar más allá de la luna, esta cámara vivirá aquí en la Tierra, observando desde los cielos claros y secos del alto desierto de Atacama en Chile.

Se diferencia de Webb en otro aspecto clave: estudiará todo el cielo, no una banda estrecha. Cada noche generará 20 terabytes de datos.

Y, a diferencia de Webb, sus datos se compartirán con todos. El acceso al Telescopio Webb es difícil; los científicos deben presentar sus propuestas a través de un proceso altamente competitivo. Por el contrario, los datos del LSST “son públicos para toda la comunidad científica de EE. UU., así como para una serie de socios internacionales”, dijo Roodman.

Tal intercambio de datos “crea un centro donde diferentes personas con intereses muy diferentes trabajan juntas, intercambian ideas”, dijo Ritz. “Crossroads, históricamente, es donde se hacen grandes cosas nuevas”.

La cámara personalizada es un monstruo. Del tamaño de un coche pequeño, pesa tres toneladas.

Se acuesta de costado en la sala limpia de techo alto de SLAC, donde los trabajadores usan guantes, overoles Tyvek y botines para evitar introducir polvo en la delicada maquinaria.

Los tres espejos gigantes del telescopio, que varían en tamaño de 11 a 25 pies de diámetro, dirigirán la luz hacia la cámara.

La imagen se enfoca en el ‘plano focal’ gigante de la cámara, que, como cualquier cámara digital, tiene sensores. El tamaño de un sensor dicta la calidad de las imágenes de una cámara. El sensor de la cámara de un teléfono inteligente mide unos pocos milímetros; en una réflex profesional, el sensor es de 1,3 pulgadas. En comparación, los sensores LSST miden 1,6 pulgadas, y hay 189 de ellos, todos ensamblados en un mosaico gigante.

La cámara también tiene muchos más píxeles que las cámaras convencionales, mejorando aún más sus imágenes. La cámara de un teléfono inteligente tiene alrededor de 20 millones de píxeles. Esta cámara tiene 3.200 millones.

“Cuanto más grande es, más cielo podemos ver”, dijo Roodman.

Pero el equipo se enfrentó a un dilema práctico. El “ruido” electrónico de los electrones que rebotan crea distorsión en la imagen, dijo el científico del proyecto Yousuke Utsumi. Para calmar las cosas, los sensores de la cámara deben enfriarse a menos 150 grados Fahrenheit.

Los filtros de vidrio revestido de la cámara están hechos de sílice fundida, libre de impurezas. Su obturador, activado al presionar la tecla “Enter” en un teclado, será automatizado y controlado por computadora.

¿Cuál es el tamaño de las imágenes? Según SLAC, son tan grandes que mostrar solo uno requeriría 378 HDTV 4K.

Esto crea un problema de transmisión de datos. Debido al tamaño de cada archivo de imagen y la necesidad de enviarlo rápidamente, Internet no es suficiente. Por lo tanto, SLAC enviará datos a través de miles de millas de cable de fibra óptica dedicado.