På asteroidejakt med verdens største kamera

Allerede i 1994 bestemte kongressen at NASA skulle identifisere minst 90% av alle kometer og asteroider større enn 1 kilometer i diameter som kommer i nærheten av Jorda. Flere prosjekt dukket opp for å nå opp til kravene, bl.a. LINEAR (Lincoln Near Earth Asteroid Research), LONEOS (Lowell Near Earth Object Search), NEAT (Near-Earth Asteroid Tracking) og Spacewatch.

Disse prosjektene har oppdaget en mengde objekter, men for å finne de som er enda mindre enn 1 kilometer i diameter må det større skyts til.

Pan-STARRS vil til slutt bestå av 4 teleskop, hvert med et digitalt kamera som rommer 1,4 Gigapiksler - 500 ganger større enn vanlige forbrukerkamera.

Hvert teleskop vil ha et speil med en diameter på 1,8 meter. Området på himmelen som kartlegges for hver eksponering tilsvarer 3x3 grader, eller 9 kvadratgrader . 3 grader tilsvarer lengden på Orions Belte, evt. seks ganger diameteren til fullmånen. Dette er omtrent det samme du vil se gjennom en kikkert, eller 35mm kamera med en 400mm telefotolinse. Det høres kanskje ikke så stort ut, men det er et mye bredere felt enn andre teleskop.

Det første av fire teleskop er på plass, dog med et mindre kamera (Pan-STARRS)

De fire teleskopene vil alle peke i sammen retning, så hvorfor bygge fire "små" og ikke et stort teleskop? Det er både fordeler og ulemper med store teleskop. Ulempen er teknologisk, det er mye vanskeligere og dyrere å lage et stort enn fire mindre teleskop. Hver av de fire teleskopene vil ha et eget sett med instrumenter, men prisen på elektronikk faller raskere enn prisen på teleskopspeil. Båndbreddekravet til fire mindre teleskop er også større enn for et stort, men med stadig raskere fiber er det et overkommelig problem.

Teleskopene skal bygges på Hawaii hvor de kan se hele tre fjerdedeler av himmelen, rundt 30.000 kvadratgrader. Under optimale forhold kan teleskopene kartlegge hele 6000 kvadratgrader - hele himmelen (synlig fra Hawaii) vil derfor skannes en gang i uka.

Hvert bilde vil kunne oppdage objekter med en magnitude på 24, eller objekter som er 10.000 ganger svakere enn Pluto!

Hvert kamera er bygget opp av mindre celler på 600x600 piksler for raskt å kunne lese av bildet (Pan-STARRS)

Når et Pan-STARRS bilde er hentet ut fra teleskopet søkes det etter kjente stjerner for å kalibrere bildet både astrometisk og fotometrisk. De fire bildene sammenlignes så for å fjerne støy i form av kosmiske stråler, gapet mellom CCD-cellene i selve kameraet og ødelagte piksler.

Bildet blir deretter lagt til et hovedbilde som til slutt skal dekke hele himmelen. Med hvert nye bilde vil signal-til-støy forholdet bli bedre. Hovedbildet vil derfor stadig bli bedre og bedre.

Hvis bildet dekker et område som eksisterer i hovedbildet vil en algoritme sammenligne bildene og fjerne objekter som er stasjonære. Resultatbildet vil ideelt kun inneholde objekter som har flyttet på seg eller har økt i lysstyrke. Dette kan da være en komet eller en asteroide og informasjon om denne vil legges inn i en database. Til slutt slettes resultatbildene for å spare plass, viktig informasjon ligger nå i hovedbildet og i databaser.

Tatt i betraktning hvor raskt hvert teleskop tar nye bilder, kan ikke prosessen over ta mer enn et minutt.

Det første av teleskopene, PS1, er nå ferdig. Det er riktignok utstyrt med et mindre kamera, de 40cm store monsterkameraene på 1,4 gigapiklser er ikke bygd enda. I september vil PS1 bli utstyrt med et midlertidig kamera på 300 megapiksler

Prosjektet skal etter planen være ferdig i 2010. Fra da av vil 75% av himmelen skannes 3 ganger i måneden - og vi kan sove litt bedre om natten.

Pan-STARRS