La megacámara
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26/07/2.002
Si el satélite astronómico SuperNova/Acceleration Probe se hace realidad, uno de sus instrumentos lo convertirá en un vehículo único. La cámara GigaCAM, con mil millones de píxeles, será la mayor y la más sensible cámara astronómica CCD construida jamás.
Sus inventores son Stephen Holland y sus colegas del Berkeley Lab. Su objetivo: buscar supernovas desde una órbita polar alrededor de la Tierra. Las supernovas son explosiones de estrellas masivas que han llegado al final de sus días, un proceso que libera cantidades ingentes de energía.
Las cámaras CCD son dispositivos electrónicos muy sensibles, ideados para captar la luz y formar una imagen a partir de ella, pero al mismo tiempo son muy frágiles, sobre todo si deben actuar en el hostil ambiente del espacio, donde la radiación hace estragos. Las cámaras del telescopio Hubble, por ejemplo, deben ser cambiadas cada cierto tiempo, circunstancia que se aprovecha para mejorar sus capacidades.
Pero el SNAP (SuperNova/Acceleration Probe) no ha sido diseñado, al contrario que el Hubble, para permitir un mantenimiento en órbita. De hecho, su trayectoria lo hará inalcanzable, por lo que su cámara, la GigaCAM, debe actuar sin problemas durante los cinco años de su vida útil prevista.
Las cámaras CCD del Berkeley Lab son especiales. Tienen un grosor de 300 micrones y por tanto son más resistentes que las cámaras CCD convencionales, que miden varias decenas de micrones. Para comprobar su resistencia frente a la radiación, han sido sometidas al Cyclotron de 88 pulgadas del laboratorio.
Los culpables de que las cámaras electrónicas se dañen en el espacio son los rayos cósmicos, partículas de alta velocidad que transportan una gran cantidad de energía, la cual destruye los píxeles, incrementa el ruido de fondo y degrada la eficiencia de la transferencia de carga desde los píxeles o puntos de imagen hacia los amplificadores situados en los bordes del chip. Habitualmente, los rayos cósmicos son protones y electrones, pero también pueden estar compuestos por núcleos atómicos masivos de hierro, níquel o cinc.
El Cyclotron simula el ambiente de rayos cósmicos, bombardeando componentes de naves espaciales tanto con iones pesados como con protones. Las dosis se miden y se utilizan para irradiar las muestras según un plan de investigación detallado. En el caso de las cámaras para el proyecto SNAP, han sido bombardeadas con rayos de protones cuya energía va de 10 a 55 MeV. Los protones arrancan núcleos de silicio del chip, lo que crea defectos en un material originalmente perfecto. Según las pruebas, las cámaras CCD del Berkeley Lab son mucho más resistentes que las convencionales. De hecho, su vida útil potencial no se mide en años, sino en décadas.
En el espacio, la GigaCAM operará a una temperatura de 140 grados kelvin, lo bastante baja como para reducir el ruido de fondo que enmascara las imágenes.
Autor: Sin datos
Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)