Wie wäre es mit einer Gigapixel-Digitalkamera?

ESAs Entdeckungsmaschine? Gaia wurde entwickelt, um tausend Millionen Sterne und Hunderttausende anderer Himmelsobjekte zu fotografieren, daher muss seine Kamera etwas ganz Besonderes sein.

Wenn Gaia irgendwann nach 2010 vom Raumhafen der ESA in Kourou in Französisch-Guayana abhebt, wird sie die größte Digitalkamera im Sonnensystem tragen. Im Wesentlichen wird Gaia alles im Universum untersuchen, auf das es seine elektronischen Augen richten kann. Während es sich sanft in seiner Umlaufbahn dreht, die 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt ist, wird es den gesamten Himmel nach Sternen, Planeten, Asteroiden, fernen Galaxien und allem dazwischen absuchen.

Ziel ist es, jedes Himmelsobjekt bis zu einer Million Mal schwächer zu erkennen, als das bloße menschliche Auge sehen kann. Dazu benötigt es eine große Kamera. Tatsächlich wird es in Gaia 170 separate Kameras geben, die in einem Mosaik zusammengefasst sind, um jedes Objekt zu registrieren, das das Sichtfeld passiert.

Wissenschaftler nennen jede einzelne Kamera ein "ladungsgekoppeltes Gerät". (CCD). Ein zusätzliches Instrument erhöht die Gesamtzahl der CCDs auf über 200.

Jedes CCD ist selbst ein wichtiges High-Tech-Kit, das Licht in elektrische Ladung umwandelt und in winzigen Fallen speichert, die als "Pixel" bezeichnet werden. bis der Computer diese Informationen vorliest. Mit etwa neun Millionen Pixeln sind die CCDs von Gaia jeweils fünf- bis zehnmal größer als die von Digitalkameras, die derzeit in unseren Geschäften erhältlich sind.

Die Größe jedes CCD bietet einige einzigartige Herausforderungen bei der Herstellung. Selbst im reinsten Silizium können Defekte auftreten. In der Regel werden mit den CCDs, die in unseren Digitalkameras auf der Erde verwendet werden, möglicherweise 20 oder mehr aus demselben Siliziumwafer hergestellt, und ein oder zwei Ausschussarten sind tolerierbar.

Die Gaia-CCDs sind jedoch so groß, dass nur zwei auf jeden Siliziumwafer passen. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Defekt in einem Gaia-CCD auftritt, ist daher beträchtlich.

Um den Herstellungsprozess zu verfeinern, betreibt die ESA mit dem Unternehmen e2v, das sich auf hochmoderne CCDs in Forschungsqualität spezialisiert hat, eine Prototypen-Produktionslinie. Sie sind das gleiche Unternehmen, das die meisten wissenschaftlichen CCDs für das umlaufende Röntgenobservatorium XMM-Newton der ESA bereitgestellt hat.

Für XMM-Newton lieferte e2v 23 CCDs in Flugqualität. Dies war eine große Leistung, aber für Gaia wollen wir insgesamt mehr als 200 fliegen. sagt Alexander Short, einer der CCD-Experten von Gaia am Europäischen Zentrum für Weltraumtechnologie und -forschung (ESTEC) in den Niederlanden.

Sobald Gaia im Weltraum ist, können Sonnenaktivitäten wie Sonneneruptionen und "koronale Massenauswürfe" auftreten. könnte die CCDs beschädigen und die Bilder verwischen.

Um die Auswirkungen dieser "Strahlenschäden" zu minimieren. Während der Mission arbeiten Short und Kollegen an der Abschirmung und einer Reihe anderer Lösungen, um sicherzustellen, dass Gaia die erfolgreichste Entdeckungsmaschine in der Geschichte der Astronomie wird.

Originalquelle: ESA-Pressemitteilung

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