La plus grande caméra numérique du monde fait la taille d’une voiture… mais à quoi sert-elle ?

La construction du Large Synoptic Survey Telescope (LSST) avance. Le 20 novembre, les scientifiques responsables du projet ont annoncé que le revêtement du miroir a été transporté avec succès vers le cerro Pachón, la montagne chilienne qui doit accueillir le « Télescope d’étude synoptique » prévu pour être opérationnel en 2022.

À quoi va servir cet équipement ? Installé à 2 680 mètres d’altitude, le LSST devra utiliser ses 3 miroirs pour réaliser un relevé de l’univers en 3 dimensions pendant 10 ans. Ses observations devraient permettre d’en apprendre davantage sur l’énergie noire, peut-être responsable de l’accélération de l’expansion de l’univers (à ne pas confondre avec la matière noire), ou les astéroïdes. Pour cela, l’instrument d’optique va également embarquer la plus grande caméra numérique utilisée dans le domaine spatial au monde.

Elle mesurera 1,65 sur 3 mètres, et devrait peser 2 800 kilogrammes. Grâce à cet appareil, les astronomes vont pouvoir travailler sur des images plates d’un diamètre de 64 centimètres.

Le support de montage du télescope.

Source : LSST Project/NSF/AURA (photo recadrée)

3,2 gigapixels

Avec ses 3,2 gigapixels, l’instrument sera capable de prendre toutes les 20 secondes une image avec un temps de pose de 15 secondes. Cela signifie que l’obturateur de cette caméra laissera passer la lumière pendant ce laps de temps à chaque prise de vue.

La caméra du télescope est actuellement préparée par le Laboratoire national de l’accélérateur SLAC, une unité de physique gérée par l’université de Stanford (Californie, États-Unis). Nos confrères de Gizmodo ont pu approcher l’objet le 17 novembre dernier et découvrir que cette caméra imposante fait la même taille qu’une voiture.

Le dos de la future caméra du télescope.

Source : LSST Camera Project

À titre de comparaison, les capteurs de la caméra de votre téléphone font probablement entre 7 et 12 megapixels (mpx) : pensez par exemple au Google Pixel 3, qui tire son épingle du jeu en matière de photographie avec un capteur classique de 12 mpx au dos, et 2 capteurs de 8 mpx frontaux. La caméra du LSST, elle, possède un total de 189 capteurs qui font chacun 16 mpx. Dans la caméra du télescope, ils seront tous posés sur un même plan.

189 puces de 16 megapixels

Les capteurs photographiques de la caméra du LSST sont de type « CCD », aussi dit « dispositif à transfert de charge » : lorsque l’on veut photographier des objets célestes, ces capteurs requièrent des temps de pose longs, car leur consommation d’énergie entraîne une production de chaleur. Dans la caméra, les capteurs seront maintenus dans un cryostat à -100°C afin d’éviter les dépôts de poussière et les bruits qui pourraient parasiter les images.

Le cryostat de la caméra du LSST.

Source : LSST Camera Project (photo recadrée)

10 milliards de galaxies à photographier

Pour l’heure, cette immense caméra est conservée dans une salle propre. L’objet permettra aux scientifiques d’étudier les changements les plus subtils du ciel. Avec elle, les chercheurs devraient obtenir des images d’environ 10 milliards de galaxies.

Le 6 novembre, les responsables du LSST ont fait savoir que des tests étaient en cours avec un substitut de la caméra. Une structure en acier a été utilisée pour préparer la future pose de l’instrument sur le télescope.

Alors que le télescope spatial Hubble donne des signes de fatigue, la construction du LSST et de son immense caméra intégrée semble prometteuse. Le Télescope d’étude synoptique ne permettra pas seulement d’analyser certains points du ciel, mais de cartographier le ciel nocturne entier pour mieux comprendre ses évolutions et le rôle qu’y joue peut-être l’hypothétique énergie noire.