In das riesige Objektiv der größten Digitalkamera der Welt passen die Forscher selbst hinein

Die ”Rubin Observatory LSST” ist die größte Digitalkamera, die es jemals gab. Bei den Maßen würde man eher auf ein kleines Auto tippen, als auf eine Kamera.

Mit den Forschern auf einem Bild wird die schiere Größe der LSST-Kamera deutlich offensichtlich. (Bild: lsst.org) Mit den Forschern auf einem Bild wird die schiere Größe der LSST-Kamera deutlich offensichtlich. (Bild: lsst.org)

Wir leben in einer Zeit, in der wir das Universum zwar theoretisch erklären können, aber auf extrem viele Fragen noch keine Antwort haben. Die Wissenschaftler vom Vera C. Rubin Observatorium wollen mit der weltweit größten Kamera einige dieser Fragen beantworten - und ihr Objektiv ist so groß, dass sogar ein Mensch sich dort hineinstellen könnte.

Dabei soll die Legacy Survey of Space and Time, oder einfach LSST, einen Zeitraffer über 10 Jahre vom südlichen Nachthimmel erstellen. So soll man zum ersten Mal Bewegungen in unserem Universum sichtbar machen können und es uns ermöglichen, das Universum in einem Zeit-Maßstab zu sehen.

Apropos Universum und Maßstab: Wie falsch die Größe der Planeten unseres Sonnensystems aus praktischen Gründen oft dargestellt wird, zeigt das Video aus dem folgenden Artikel sehr eindrücklich:

Aber zurück zum LSST. Damit wäre es zum Beispiel möglich, die Bewegungen von Galaxien zu beobachten, Supernovae besser zu studieren, unbekannte Objekte zu entdecken und die Expansion des Universums bildlich darzustellen. Die Forscher erhoffen sich, mit dem LSST Entdeckungen zu machen, die unser Weltbild auf den Kopf stellen werden. 

Die technischen Details sind sehr beeindruckend

Die LSST ist etwa 3 Meter lang, 1.65 Meter hoch und stolze 2800 Kilogramm schwer. Die Bildsensoren, also die Aufnahmefläche, bilden zusammen einen Durchmesser von 64 Zentimeter. Zum Vergleich: Der Bildsensor einer professionellen Kamera mit Vollformatsensor misst 24 x 36 Millimeter.

Um eine solche Fläche mit Pixeln zu füllen, wurden ganze 189 16-Megapixel-Sensoren in einem Mosaik angeordnet, die zusammen eine Aufnahmefläche mit 3.200 Megapixel bilden. Um ein möglichst großes Farbspektrum scharf abbilden zu können, kommen eingebaute Farbfilter zum Einsatz, die es der LSST ermöglichen, ultraviolettes Licht bis hin zu Infrarot einzufangen.

Die Blende ist mit f/1.2 hell genug, um den Nachthimmel klar darzustellen und die Belichtungszeiten kurz zu halten. Eine so große Kamera, die vollgepackt ist mit Elektronik, muss auch entsprechend gekühlt werden. Hitze schadet nicht nur der Elektronik, sondern kann sich auch negativ auf die Bilder auswirken. Vor allem in Hinsicht auf Bildrauschen.

Für die Forscher ist dies besonders wichtig, da die interessantesten Entdeckungen des Universums, meist in den dunkelsten Bereichen der Bilder, gefunden worden sind. Sollte das Bild zu verrauscht sein, so gehen wichtige Details in diesen Bereichen unter.

Um die LSST ausreichend zu kühlen, wurde ein Kryostat-System für die Kamera entwickelt, das die Komponenten bei bis zu minus 130° Celsius hält

Die LSST wird über 10 Jahre den halben Nachthimmel in einem Zeitraffer festhalten. (Bild: lsst.org) Die LSST wird über 10 Jahre den halben Nachthimmel in einem Zeitraffer festhalten. (Bild: lsst.org)

Eine Unmenge an Daten für die ganze Welt

Im Gegensatz zum kürzlich gestarteten James Webb Teleskop, das mit einem engen Sichtfeld einen tiefen Blick ins Universum wirft, soll die LSST ein sehr breites Sichtfeld haben, um möglichst viel auf einmal darzustellen. Dabei wird die Kamera alle dreißig Sekunden ein Bild von einem Bereich des Nachthimmels erstellen, bevor sie zu einem anderen Bereich wechselt.

Jedes dieser 3200-Megapixel-Bilder wird um die 12 Gigabyte groß sein und so entstehen jede Nacht tausende von diesen riesigen Fotos und das über einen Gesamtzeitraum von 10 Jahren. Das Resultat sind hunderte Petabytes an Daten. Die Bilder sind im Observatorium direkt einsehbar, damit die Forscher grundlegende Analysen durchführen können.

Die eigentliche Speicherung, Tiefenanalyse und Bearbeitung der Daten wird über die ganze Welt verteilt. Ein Großteil der Analyse wird von künstlicher Intelligenz übernommen, da es schlicht unmöglich ist, für Menschen eine so große Menge an Daten ohne Fehler zu bearbeiten.

Dennoch soll es möglich sein, für jede Person das Bildmaterial abzurufen und selbst einen Blick ins Universum werfen. Wenn sich etwas im Nachthimmel verändert, werden Benachrichtigungen an Astronomen auf der ganzen Welt geschickt, damit jeder sich selbst davon ein Bild machen kann. 

Die Entwicklung der Kamera hat mehr als zwei Jahrzehnte gedauert und 168 Millionen US-Dollar gekostet. Sie soll im Frühjahr 2023 im Rubin Observatorium in Chile mit ihrem zehn jahrelangen Projekt starten. Aktuell werden noch letzte Tests im Stanford National Accelerator Laboratory, kurz SLAC, durchgeführt, bevor sie demontiert und nach Chile transportiert wird. 

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Wenn ihr nicht nur wissen wollt, wie das Universum aussieht, sondern auch wie es klingt, dann schaut mal hier rein:

Unbedingt anhören! Das Weltall klingt mal beruhigend - und mal beängstigend

Seid ihr gespannt darauf, welche Entdeckungen mit der LSST gemacht werden können und würdet ihr die Benachrichtigungen für Ereignisse im Weltall aktivieren? Schreibt uns eure Meinung gerne in die Kommentare!

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