蓋亞探測器的眼睛——“十億像素陣列”的相機(jī)

近日，“蓋亞”探測器有了自己的眼睛——“十億像素陣列”的相機(jī)。歐洲空間局蓋亞探測器將從2013年開始為期5年的任務(wù)，對銀河系及其周邊數(shù)以十億計(jì)的恒星進(jìn)行亮度和光譜巡天，并記錄它們在三維空間中的實(shí)際位置和運(yùn)動(dòng)情況數(shù)據(jù)。而近日建造的“十億像素陣列”的相機(jī)是世界上有史以來為太空計(jì)劃建造過的最大像素?cái)?shù)碼相機(jī)，使用106個(gè)獨(dú)立的電子耦合器件(CCD)件合成的。

（蓋亞探測器即將搭載的CCD探測相機(jī)）

這一先進(jìn)設(shè)備由英國e2v技術(shù)公司開發(fā)，這些長方形的探測器件大小稍小于一張信用卡，每個(gè)的尺寸約為4.7x6cm，但其厚度還不及人的頭發(fā)絲。拼接之后，這臺設(shè)備的采光面積達(dá)到0.5x1.0m，隨后這臺設(shè)備被運(yùn)往法國Astrium公司，它是歐洲空間局蓋亞項(xiàng)目的主承包商。整個(gè)5月份，工程師們一直在小心翼翼的進(jìn)行電子耦合器件的拼接工作，并終于在6月1日當(dāng)天完成最后的拼接工作。對于這106塊CCD期間進(jìn)行組裝和精確的排列是完成這一飛行模塊的最關(guān)鍵步驟?！?/P>

（拼接完成后的相機(jī)陣列）

完成后的模塊上，CCD排列成7列。其主陣列包括102塊CCD器件，將用于暗弱星光的探測。而其余4塊則將負(fù)責(zé)校驗(yàn)每臺望遠(yuǎn)鏡的成像質(zhì)量，以及兩臺望遠(yuǎn)鏡之間是否保持了106.5o度的張角。蓋亞探測器使用兩臺望遠(yuǎn)鏡，以便獲取觀測天體的三維立體數(shù)據(jù)。

蓋亞探測器CCD相機(jī)的支撐設(shè)備和探測器的其它很多部分一樣，都采用了碳化硅材料，這是一種類似陶瓷的材料，對于急劇溫變環(huán)境有極強(qiáng)的耐受力和韌性。此次采用的整個(gè)CCD相機(jī)加上整個(gè)支架系統(tǒng)，其重量僅有20公斤。

（在太空運(yùn)行的歐空局蓋亞探測器）

蓋亞探測器發(fā)射后講運(yùn)行在地球-太陽之間的第二拉格朗日點(diǎn)，這一空間點(diǎn)距離地球約150萬公里。這一點(diǎn)的特殊性在于這里是地球和太陽引力場的平衡點(diǎn)。當(dāng)進(jìn)行穩(wěn)定自旋時(shí)的蓋亞探測器搭的兩臺望遠(yuǎn)鏡掃過天空，恒星的光會進(jìn)入焦平面處的CCD陣列。這里分成了4個(gè)功能區(qū)，分別對恒星進(jìn)行巡天制圖，位置及運(yùn)動(dòng)觀測，色彩，星光強(qiáng)度及光譜學(xué)分析。其獲取的高精度三維恒星分布圖將幫助我們了解銀河系的組成，起源以及演化過程。