Оглядовий телескоп Сімоні обсерваторії Вери Рубін (, Великий синоптичний оглядовий телескоп, ВСОТ, ) — ширококутний телескоп-рефлектор із діаметром дзеркала 8,4 м, який будується в Чилі, у складі обсерваторії Вери Рубін. Його основним завданням має бути широкий огляд неба Legacy Survey of Space and Time (LSST). Обсерваторія названа на честь Вери Рубін, американської астрономки, піонерки дослідження швидкостей обертання галактик. А слово синоптичний у назві телескопа походить від («разом») та («вид»), і описує спостереження, які дають загальний вид предмету на певний час.

2013 року телескоп планували назвати оглядовим телескоп Сімоні () , на честь мецената Чарльза Сімоні. Цей ширококутний телескоп-рефлектор із 8,4-метровим головним дзеркалом, який кожні кілька ночей фотографуватиме все доступне небо. У телескопі застосовано оптичну схему тридзеркального анастигмата, що дозволяє отримувати чіткі зображення в широкому полі зору діаметром 3,5°. Зображення будуть записуватися 3,2-гігапіксельною ПЗЗ-камерою, найбільшою цифровою камерою з будь-коли створених.

Телескоп розташований на вершині Ель-Пеньйон гори Серро-Пачон висотою 2682 метри в регіоні Кокімбо на півночі Чилі, неподалік від телескопів Джеміні-Південь і Південними астрофізичними дослідницькими телескопами (Southern Astrophysical Research Telescopes). Основна лабораторія () перебуватиме десь за 100 км від телескопа, у місті Ла-Серена.

Телескоп запропонували побудувати 2001 року, виготовлення дзеркала розпочалося 2007 року (за рахунок приватних коштів). У десятирічному огляді астрономії та астрофізики () 2010 року телескоп визнали одним із найкращих великих наземних проєктів, а будівництво обсерваторії розпочалося 1 серпня 2014 року, коли Національний науковий фонд (NSF) виділив частину фінансування на 2014 рік (27,5 млн дол. США). Будівництво майданчика розпочалося 14 квітня 2015 року з урочистого закладення першого каменя. Фінансування надходить від NSF, Міністерства енергетики Сполучених Штатів і приватних джерел, залучених спеціальною міжнародною некомерційною організацією LSST Corporation, яка перебуває під керівництвом Асоціації університетів для досліджень у галузі астрономії (AURA)Boilerplate text, Rubin Observatory, accessed May 28, 2020. Очікується, що загальна вартість будівництва становитиме близько 680 млн дол.

Перше світло для інженерної камери очікувалося в грудні 2023 року, а перше світло для системи — в липні 2024 року. Огляд неба планували розпочати в жовтні 2024 року. Передбачалося, що дані LSST ставатимуть повністю публічними через два роки після їх отримання.

Історія

Обсерваторія Вери Рубін є нащадком довгої традиції оглядів неба, які розпочалися з каталогів середини 1700-х років, створених за результатами спостережень неозброєним оком, наприклад каталогу Мессьє. Потім були фотографічні огляди кінця XIX сторіччя, такі як Гарвардська колекція фотопластинок, Паломарський атлас та інші. На межі XX і XXI сторіч на заміну фотопластинкам прийшли перші цифрові огляди, такі як Слоанівський цифровий огляд неба.

Проект розробляли з попередньої концепції «Телескопа темної матерії», висунутої ще 1996 року. У п'ятому десятирічному огляді астрономії та астрофізики, опублікованому 2001 року, синоптичний оглядовий телескоп великої апертури було рекомендовано як важливу ініціативу. На цьому ранньому етапі були визначені базовий дизайн та завдання телескопа, а саме:

Синоптичний оглядовий телескоп великої апертури — оптичний телескоп класу 6,5 м, спроєктований для огляду видимого неба кожен тиждень на більш тьмяному рівні, ніж досягнутий наявними оглядами. Він виявить та занотує 90 % навколоземних об'єктів, більших 300 м у діаметрі, та оцінить загрозу, які вони становлять життю на Землі. Він знайде близько десятка тисяч примітивних об'єктів поясу Койпера, який містить доісторичний запис формування Сонячної системи. Він також сприятиме дослідженню структури Всесвіту спостереженням за тисячами наднових, розташованих поруч та на значному червоному зсуві, та виміром розподілу темної матерії завдяки гравітаційному лінзуванню. Усі дані будуть доступні через Національну віртуальну обсерваторію (…), надаючи доступ астрономам і широкому загалу до дуже глибоких зображень нічного неба, яке постійно змінюється.

Ранню розробку фінансували за рахунок декількох невеликих грантів; основними благодійниками були Чарльз Симоні і Білл Гейтс, які в січні 2008 року внесли відповідно 20 і 10 млн дол. Міністерство енергетики США фінансувало будівництво цифрової камери телескопа, яку розробляла «SLAC National Accelerator Laboratory», як частину своєї місії вивчення темної матерії/.

У десятирічному огляді 2010 року ВСОТ зазначили як наземний інструмент найвищого пріоритету. Бюджетний запит президента США 2013 року передбачав на будівництво телескопа 7,5 млн дол. через Національний науковий фонд.

Національний науковий фонд фінансував решту будівництва, яке було схвалено 1 серпня 2014 р. 9-річний графік передбачав сукупні витрати у розмірі 473 млн $..

Основні організації, задіяні в проєкті: SLAC National Accelerator Laboratory — проєктує й будує камеру телескопа; Національна обсерваторія оптичної астрономії надасть телескоп та команду на місці; Національний центр суперкомп'ютерних технологій збудує та протестує центр архівації та доступу до даних; Асоціація університетів для астрономічних досліджень (AURA) наглядає за будівництвом.

Станом на листопад 2016 року критичним шляхом проєкту було будівництво камери, інтеграція й тестування.

У травні 2018 року Конгрес США несподівано надав для телескопу значно більше фінансування, ніж було запитано: план-графік передбачав 49 млн $ на 2019 рік і ще 92 млн $ протягом наступних трьох років, а виділено було одразу 123 млн $, у надії, що це прискорить будівництво та запуск. Команда телескопа була вдячна, однак висловила здивування, оскільки на поточній завершальній стадії будівництва у них не було нестачі коштів..

У червні 2019 року сенатори Едді Берніс Джонсон і Дженніфер Гонсалес-Колон запропонували назвати обсерваторію на честь Вери Рубін, щоб вшанувати її доробок у дослідженні природи темної матерії шляхом картографування та каталогізації галактик у просторі та часі. Закон набув чинності 20 грудня 2019 року. Про перейменування було оголошено на зимовій зустрічі Американського астрономічного товариства 2020 року. Огляд неба, який має виконувати телескоп, отримав назву «Legacy Survey of Space and Time», абревіатура якої (LSST) збігається з абревіатурою попередньої назви телескопу () На сайті опублікували настанову з іменування, яка передбачає, що в публікаціях про інструменти чи наукові проєкти перша згадка в тексті має починатися зі слів «обсерваторія Вери Рубін» (), причому навіть вживання абревіатур (VRO, RO) оголосили небажаним

23 червня 2025 року Обсерваторія імені Вери Рубін в Чилі опублікувала перші світлові зображення з нового 8,4-метрового (28 футів) телескопа.

Характеристики Конструкція ВСОТ є унікальною серед великих телескопів (із головним дзеркалом 8-метрового розміру) тому, що він має дуже широке поле зору: 3,5° у діаметрі, або 9,6 квадратних градусів. Для порівняння, і Сонце і Місяць з Землі мають видимий діаметр 0,5°, або площу 0,2 квадратних градуси. У поєднанні з великою апертурою (а, отже здатністю до збирання світла), це дасть телескопу надзвичайно високий оптичний фактор у 319 м2∙градус2. Це більш ніж утричі перевищує оптичний фактор найкращих з діючих телескопів Субару з його Hyper Suprime Camera, та Pan-STARRS, і більш ніж на порядок краще за більшість великих телескопів.

Оптика

У перших рефлекторах (таких як телескоп системи Ньютона) застосовувались сферичні дзеркала, які легко виробляти та тестувати, але які страждають від сферичної аберації. Для зменшення сферичної аберації до прийнятного рівня потрібна була дуже велика фокусна відстань. Параболічні дзеркала зменшили сферичну аберацію поблизу оптичної осі, але тоді поле зору стало обмежуватися ексцентричною комою. Оптична система Кассегрена була найпоширенішою до телескопа Гейла 1949 р. Після того телескопи використовували переважно схему Річі — Кретьєна, у якій застосовано два гіперболічні дзеркала для усунення і сферичної аберації, і коми, що давало ширше корисне поле зору, однак , залишався астигматизм. Більшість великих телескопів між телескопом Хейла та ВСОТ мали схему Річі—Кретьєна, зокрема, телескопи Габбл і Кека. ВСОТ є наступним кроком: це тридзеркальний анастигмат, тобто він має три вигнуті дзеркала, що дозволить уникнути також астигматизму та отримати чітке зображення у широкому полі зору.

Головне дзеркало ВСОТ (M1) має 8,4 метри у діаметрі, вторинне дзеркало (M2) — 3,4 метри, а третинне (M3), розташоване у великому отворі першого дзеркала, 5 метрів у діаметрі. Імовірно, вторинне дзеркало буде найбільшим опуклим дзеркалом діючого телескопа до часів, коли його перевершить вторинне дзеркало Надзвичайно великого телескопа діаметром 4,2 метра (близько 2024 року). Великий отвір посередині зменшує площу збирання світла першого дзеркала до 35 м², що є еквівалентом площі кола діаметром 6,68 м. Множення площі на поле зору дає оптичний фактор 336 м2∙градус2; фактичне значення зменшується віньєтуванням.)

Перше та третє дзеркало (M1 та M3) спроєктовані як єдине скло, «моноліт M1M3». Розташування двох дзеркал разом мінімізує загальну довжину телескопа, що дозволяє його швидшу переорієнтацію. Два дзеркала з одного скла утворюють жорсткішу структуру, ніж два окремих дзеркала, що сприяє швидшій стабілізації після руху.

Оптика включає три коректорні лінзи для зменшення аберацій. Ці лінзи та фільтри телескопа вбудовані у збірку камери. Перша лінза має 1,55 метри у діаметрі та є найбільшою серед створених, а третя лінза формує вакуумне вікно перед фокусною площиною.

Камера

3,2-гігапіксельна першофокуснаВласне камера перебуває у третьому (третинному) фокусі, а не першому, але оскільки вона розташована у «захопленому фокусі» попереду першого дзеркала, пов'язані технічні проблеми схожі на проблеми звичайної оглядової камери першого фокусу. цифрова камера буде робити 15-секундну експозицію кожні 20 секунд. Зміна положення такого великого телескопа (включно з часом на заспокоєння) за 5 секунд вимагає надзвичайно короткої та жорсткої структури. У свою чергу це вимагає дуже коротке f-число, які потребує дуже точного фокусування камери.

15-секундні експозиції є компромісом, які дозволяють фіксувати і тьмяні, і рухливі джерела світла. Довші експозиції зменшили б відсоток неефективного часу на перенацілення і дозволили б глибші знімки, але швидкісні об'єкти, такі як навколоземні об'єкти сильно змінили б положення протягом такої експозиції. Кожну ділянку неба знімають двічі двома послідовними 15-секундними експозиціями, щоб можна було відкинути сліди космічних променів на CCD, повний огляд характеристик ВСОТ ..

Фокальна поверхня камери є пласкою та має діаметр 64 см. Основне створення зображень здійснюється мозаїкою зі 189 CCD-детекторів, кожен — 16 мегапікселів. Вони згруповані у решітку 5×5 «плотів», у якій центральні 21 плоти містять 3×3 сенсори зображень, а чотири кутові плоти містять лише три CCD кожен, призначені для керування та контролю фокусу. CCD дають семплінг кращий за 0,2 кутової секунди і будуть охолоджуватись до бл. −100 °C для зменшення шумів.

Камера містить фільтр, розташований між другою та третьою лінзами, та автоматичний механізм заміни фільтрів. Хоча для камери передбачено шість фільтрів (UGRIZY), які охоплюють хвилі довжиною від 330 до 1080 нм, однак розташування камери перед дзеркалом обмежує розміри її змінника фільтрів — одночасно він може утримувати лише 5 із них, а тому кожної ночі обирається, який фільтр (із шести) не встановлюватиметься.

Обробка даних зображень