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LSST

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목차

1. 개요

베라 C. 루빈 천문대(LSST)는 칠레 파촌 산에 건설 중인 대규모 천문 관측 시설이다. 8.4m 주경과 3.2기가픽셀 카메라를 갖춘 이 망원경은 암흑 에너지와 암흑 물질 연구, 태양계 소천체 맵핑, 과도 천문 현상 감지, 은하수 맵핑 등을 목표로 한다. 2019년 명칭이 변경되었으며, 2024년 카메라 설치를 완료하고 데이터 전송 및 처리를 위한 시스템을 구축하고 있다. 위성군과의 간섭 문제를 해결하기 위해 위성 밝기 감소 등의 방안이 논의되고 있다.

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LSST
개요
이름베라 C. 루빈 천문대
원래 이름대형 시놉틱 천문대 (Large Synoptic Survey Telescope, LSST)
위치칠레 코킴보 주 엘키 현 세로 파촌
고도2663 m (피어 상단)
일반 정보
파장 범위320–1060 nm
첫 빛 관측 예상 시기2025년 1월
웹사이트루빈 천문대 공식 웹사이트
망원경
형태3중 반사경 비점수차 수정 망원경, 폴-베이커 / 메르센-슈미트 광각
주경 지름8.417 m (물리적), 8.360 m (광학), 5.116 m (내부)
2차 반사경 지름3.420 m (1.800 m 내부)
3차 반사경 지름5.016 m (1.100 m 내부)
각분해능0.7″ (중앙값 시상 한계), 0.2″ (픽셀 크기)
집광 면적35 m²
초점 거리10.31 m (f/1.23 전체), 9.9175 m (f/1.186 주경)
기타
명명 유래베라 C. 루빈 천문학자

2. 명칭

2019년 6월, 에디 버니스 존슨과 제니퍼 곤잘레스-콜론 미국 하원의원에 의해 천문대의 이름을 '대구경 시놉틱 관측 망원경(LSST)'에서 '베라 C. 루빈 천문대'로 변경하는 작업이 시작되었다.[15] 이 명칭 변경은 2019년 12월 20일 미국 법으로 제정되었으며,[16] 2020년 미국 천문학회 겨울 회의에서 발표되었다.[3] 이 천문대는 암흑 물질 연구에 기여한 베라 루빈의 업적을 기리기 위해 그녀의 이름을 따서 명명되었다.[15]

망원경 자체는 개인 기부자인 찰스와 리사 시모니의 이름을 따서 시모니 관측 망원경으로 명명되었다.[17]

3. 역사

LSST는 천체 관측의 전통을 계승한다.[18] 18세기의 메시에 목록과 같은 시각적 목록에서, 1885년 하버드 플레이트 컬렉션을 시작으로 사진 측량 관측, National Geographic Society – Palomar Observatory Sky Survey 등으로 이어졌다. 2000년경에는 슬론 디지털 스카이 서베이(SDSS)와 같은 최초의 디지털 관측이 시작되면서 이전 관측의 사진 건판을 대체했다.

LSST는 1996년경에 언급된 '암흑 물질 망원경'이라는 초기 개념에서 발전했다.[19][20] 2001년 발표된 다섯 번째 십 년 보고서에서는 "대구경 시놉틱 관측 망원경"을 주요 과제로 권장했다.[21]

초기 개발은 여러 소규모 보조금으로 자금을 지원받았으며, 2008년 1월 소프트웨어 억만장자 찰스 시모니와 빌 게이츠가 각각 2000만달러와 1000만달러를 기부했다.[22][17] 2010년 십 년 조사에서 LSST는 지상 기반 기기로서 최우선 순위로 선정되었다.[25]

2014년 8월 1일에 미국 국립 과학 재단(NSF) 자금 지원이 승인되었다.[8] 주요 조직은 다음과 같다.[24]


  • LSST 카메라를 설계하고 건설하기 위한 SLAC 국립 가속기 연구소
  • 망원경 및 현장 팀을 제공하기 위한 국립 광학 천문대
  • 아카이브 및 데이터 액세스 센터를 구축하고 테스트하기 위한 국립 슈퍼컴퓨팅 응용 센터
  • 천문학 연구 대학 협회는 LSST 건설을 감독하는 역할을 한다.


2018년 5월, 미국 의회는 망원경이 요청한 것보다 훨씬 더 많은 자금을 배정하여 건설과 운영을 가속화하고자 했다.[26]

이 천문대 건설에는 많은 자금이 필요하며, 현재까지 LSST에 출연이 결정된 자금은 다음과 같다.

시기내용
2005년 1월애리조나 대학교 스튜어드 천문대에서 주경 개발을 위해 229.99999999999997만달러 지원
2005년 9월미국 국립 과학 재단에서 망원경 설계 및 요소 기술 개발을 위해 1420만달러 지원
2007년 7월W. M. 켁 재단과 TABASGO 재단에서 카메라 개발을 위해 300만달러 지원
2008년 1월찰스 시모니에서 2000만달러, 빌 게이츠에서 1000만달러 지원[136] (주경과 2개의 부경 제작 비용)



2014년부터 2022년까지 미국 국립 과학 재단이 천문대 건설을 위해 지출할 금액은 4.73억달러로 예정되어 있다. 망원경의 핵심인 광시야 카메라(LSST 카메라)의 개발은 미국 에너지부가 지원하고 있으며, SLAC 국립 가속기 연구소가 총괄하고 있다.

4. 주요 목적

LSST의 주요 목적은 다음과 같다.[60]


  • 암흑 에너지와 암흑 물질 연구: 약한 중력 렌즈 효과, 바리온 음향 진동, Ia형 초신성의 광도를 적색 편이의 함수로 측정한다.[38]
  • 태양계 소천체 맵핑: 지구 근접 소행성 및 카이퍼 벨트 천체를 탐색하고 목록화한다. LSST는 목록화된 천체의 수를 10~100배 증가시킬 것으로 예상된다.[61] 가설상 행성 9 탐색에도 도움이 될 것이다.[62][63]
  • 과도 천문 현상 감지: 신성, 초신성, 감마선 폭발, 퀘이사 변동성, 중력 렌즈 효과 등을 포함하며, 후속 조치를 위한 신속한 사건 알림을 제공한다.
  • 은하수 맵핑.


넓은 시야와 민감도를 가진 LSST는 LIGO 등에서 감지한 중력파 사건의 광학적 대응 천체를 찾는 데 유망할 것으로 예상된다.[64] 또한 방대한 데이터는 추가적인 우연한 발견으로 이어질 것으로 기대된다.

루빈 천문대 계획의 목적은 Legacy Survey of Space and Time (LSST)라고 불리는 광역 관측을 통해 암흑 에너지 분포 규명, 미지의 태양계 천체 탐사, 돌발 천체 관측, 은하계의 전천 탐사를 수행하는 것이다.

5. 시모니 서베이 망원경의 구조

시모니 서베이 망원경은 지름 8.4m의 주경을 가진 대형 망원경으로, 전체 무게는 300톤에 달한다. (주경 20톤, 카메라 3톤 포함). 일반 서베이 모드에서 20,000제곱도의 관측 범위를 가지며, 표준 관측 시퀀스에 걸리는 시간은 39초이다.

시야각은 3.5도(9.6제곱도)로 매우 넓으며, 이는 지구에서 보이는 태양과 달의 크기(각각 0.5도, 0.2제곱도)와 비교하면 그 넓이를 짐작할 수 있다. 유효 구경은 6.68m이다. 320~1080 나노미터의 관측 파장 대역을 가지며, ugrizY 필터 시스템의 5개 필터를 사용한다.

광학계는 3-mirror modified Paul-Baker 방식을 사용하며, 최종 f-수는 f/1.234, 건판척도는 50.9 마이크론/각초, 초점면에 나타나는 상의 크기는 64cm이다. 망원경은 고도방위각 방식(알트아지무스 방식) 마운트를 사용한다.

주경의 물리적 지름은 8.40m, 광학적 구경은 8.36m이다. 제1부경의 지름은 3.4m, 제2부경의 지름은 4.96m이다. 망원경 전체의 길이는 6.39m이며, 망원경으로 모은 빛이 카메라에 처음 들어오는 부분에 있는 렌즈의 지름은 1.55m이다. 망원경이 방향을 바꾸고 진동이 잦아드는 데 걸리는 시간은 10초 이하이다. 대기분산 보정장치(ADC)는 사용하지 않는다.

이러한 설계 덕분에 시모니 서베이 망원경은 319m2⋅degree2의 획기적으로 큰 에텐듀를 가진다. 이는 스바루 망원경[28], Pan-STARRS의 에텐듀보다 3배 이상 크며, 대부분의 대형 망원경보다 10배 이상 우수하다.[29]

5. 1. 광학계

LSST의 광학계는 3개의 거울을 사용하는 3-거울 아나스티그마(Three-mirror anastigmat) 방식이다.[29] 3개의 비구면 거울을 사용하여 넓은 시야에서도 선명한 이미지를 얻을 수 있도록 설계되었다. 주경(M1)은 지름 8.4m, 부경(M2)은 지름 3.4m, 삼차 거울(M3)은 지름 5.0m이다. M1과 M3는 하나의 유리 덩어리(모놀리스)로 제작되어 망원경의 안정성을 높였다.[80][81][82][83]

돔 내부의 LSST 모습

  • 광학계: 3-mirror modified Paul-Baker with 3 element refractive corrector
  • 최종 f-수: f/1.234
  • 유효 구경: 6.68m (2차, 3차 부경에 의해 가려지는 부분을 제외)
  • 건판척도: 50.9 마이크론/각초
  • 초점면에 나타나는 상의 크기: 64cm
  • 에텐듀: 319 m²⋅degree² (기존 대형 망원경보다 훨씬 큰 값)


스바루 망원경과 Pan-STARRS의 에텐듀보다 3배 이상 크며, 대부분의 대형 망원경보다 10배 이상 우수하다.[29]

LSST 초점면 배열의 실물 크기 모형. 배열의 직경은 64cm이며, 이미지당 3.2기가픽셀을 제공한다.


3.2기가픽셀의 주 초점[35] 디지털 카메라는 20초마다 15초 동안 노출을 한다.

빠른 관측 속도를 위해 대기 분산 보정 장치(ADC)는 사용하지 않는다. 이 때문에 천정에서 멀리 떨어진 짧은 파장 대역에서는 이미지 품질이 다소 저하될 수 있다.

주경은 애리조나 대학교의 스튜어드 천문대 미러 연구소에서 7년에 걸쳐 제작되었다.[80] 2015년 2월 13일에 공식적으로 인수되었고,[84][85] 거울 운송 상자에 넣어 보관되었다.[86]

부경은 초저팽창 유리로 코닝에서 제작되었으며, 2018년 12월 7일에 칠레로 배송되었다.[92]

5. 2. 능동 광학 시스템

시모니 망원경은 능동 광학 시스템을 사용하여, 카메라 모서리에 배치된 파면 센서를 통해 거울의 형태를 정확하게 유지하고 초점을 맞춘다. 시야가 너무 넓어 적응 광학을 사용하여 대기 시상을 보정할 수 없다. 이 과정은 다음 세 단계로 진행된다.[34]

# 레이저 추적기 측정을 사용하여 구성 요소가 중앙에 위치하고 의도한 위치에 가까운지 확인한다.

# 고유한 거울 수차, 고도 및 온도에 따른 구성 요소 처짐, 필터 선택 등을 보정하기 위해 개방 루프 보정이 적용된다.

# 초점 및 형태 측정이 정상 작동 중에 시야의 모서리에 있는 센서에 의해 수행되며, 이를 사용하여 광학 장치를 보정한다.

베라 루빈 망원경의 능동 광학 센서 다이어그램


거울 어셈블리의 정확한 모양과 초점은 네 세트의 의도적으로 초점이 맞지 않는 CCD(초점면 앞과 뒤에 각각 하나씩, 오른쪽 그림 참조)의 이미지를 비교하여 추정하고 보정한다. 이러한 보정을 찾는 두 가지 방법이 개발되었다. 하나는 분석적으로 진행하여 거울의 현재 모양에 대한 제르니케 다항식 설명을 추정하고, 이를 통해 형태와 초점을 복원하기 위한 일련의 보정을 계산한다. 다른 방법은 기계 학습을 사용하여 초점이 맞지 않는 이미지에서 직접 보정을 계산한다. 두 방법 모두 설계 목표를 충족할 수 있는 것으로 보인다.

5. 3. 카메라 (LSST 카메라)

3.2기가픽셀의 초대형 카메라를 설치하여 매우 넓은 시야를 확보, 망원경 설치 장소에서 관측 가능한 하늘 전체를 3일 만에 스캔하는 것이 가능하다.[135] 3.2기가픽셀 카메라에서 출력되는 데이터는 하룻밤에 15테라바이트에 달할 것으로 예상된다. 이처럼 거대한 데이터를 효과적으로 처리하기 위해 구글(Google)이 LSST 계획에 참여하고 있다.

LSST 카메라 센서


카메라 초점면은 평평하며 직경은 64cm이다. 주요 이미징은 각각 16메가픽셀을 가진 189개의 CCD 검출기 모자이크로 수행된다.[39] 이들은 "래프트"의 5×5 그리드로 그룹화되며, 중앙 21개 래프트에는 3×3 이미징 센서가 포함되어 있고, 4개의 코너 래프트에는 안내 및 초점 제어를 위해 각각 3개의 CCD만 포함되어 있다. CCD는 0.2초각보다 더 나은 샘플링을 제공하며, 노이즈 감소를 위해 약 -100°C로 냉각될 것이다.[40]

카메라에는 두 번째 렌즈와 세 번째 렌즈 사이에 위치한 필터와 자동 필터 교환 메커니즘이 포함되어 있다. 카메라는 330–1080nm 파장을 커버하는 6개의 필터(ugrizy)를 가지고 있지만,[41] 카메라가 이차 및 삼차 반사경 사이에 위치하여 필터 교환기의 크기가 제한된다. 한 번에 5개의 필터를 보관할 수 있으므로, 매일 6개 중 하나를 선택하여 다음 날 밤에는 생략해야 한다.[42]

15초 노출은 희미하고 움직이는 광원을 모두 관찰할 수 있도록 하기 위한 절충안이다. 노출 시간을 늘리면 카메라 판독 및 망원경 재배치에 대한 오버헤드를 줄여 더 깊은 이미징이 가능하지만, 근지구 천체와 같이 빠르게 움직이는 물체는 노출 시간 동안 상당한 거리를 이동할 것이다.[37] 하늘의 각 지점은 2개의 연속적인 15초 노출로 이미징되어 우주선이 CCD에 충돌하는 것을 효율적으로 제거한다.[38]

5. 4. 관측 데이터 처리

LSST는 하룻밤에 약 30테라바이트, 연간 1.28페타바이트의 방대한 데이터를 생성한다.[44] 이러한 데이터를 효율적으로 처리하기 위해 '신속', '일간', '연간'의 세 가지 데이터 처리 방식을 사용한다.

  • '''신속 데이터 처리''': 관측 후 60초 이내에 변광 천체에 대한 경보를 발행한다.[49] 밤마다 약 1,000만 개의 경고가 생성되며,[50] 각 경고에는 변광 천체의 측광, 측량 및 형태 특성, 30x30 픽셀 컷아웃 이미지, 이전 관측 이력 등이 포함된다.[51] 이러한 경보는 즉시 공개되어 연구자들이 빠르게 후속 관측을 할 수 있도록 돕는다.[52]
  • '''일간 데이터 제품''': 관측 후 24시간 이내에 해당 밤의 이미지와 소스 카탈로그를 생성한다.[55] 여기에는 처리된 이미지와 태양계 천체의 궤도 정보가 포함된다.
  • '''연간 데이터 제품''': 전체 과학 데이터 세트를 1년에 한 번씩 재처리하여 제공한다.[56] 여기에는 보정된 이미지, 측광 및 측량 정보, 변광성 정보, 태양계 천체 궤도 등이 포함된다. 약 370억 개의 천체(200억 개의 은하와 170억 개의 별)에 대한 상세한 정보가 제공될 예정이다.


또한, LSST는 사용자가 직접 데이터 처리 알고리즘을 실행하고 결과를 저장할 수 있도록 컴퓨팅 자원의 10%를 할당한다.[57]

LSST 이미지 데이터 처리 소프트웨어의 초기 버전은 스바루 망원경의 하이퍼 슈프라임 카메라에 사용되고 있다.[57]

6. 건설 현황

2006년에 칠레 파촌 산이 건설 부지로 선정되었다.[76] 2011년 3월 8일에 본격적인 부지 발굴이 시작되었고,[94] 같은 해 말까지 부지가 평탄화되었다.[95] 2015년에는 망원경 옆 지원 건물 부지 아래에서 많은 양의 부서진 암석과 점토가 발견되어 6주 동안 건설이 지연되기도 했다.[96][97]

2018년 2월 기준으로 건설은 순조롭게 진행되어 정상 건물 외피가 완성되었으며, HVAC, 돔, 거울 코팅 챔버 및 망원경 마운트 조립을 포함한 주요 장비가 설치될 예정이었다. 또한 라 세레나에 있는 AURA 기지 시설과 산에 있는 다른 망원경과 공유하는 정상 기숙사의 확장도 이루어졌다. 건물은 2018년 3월에 실질적으로 완료된 것으로 선언되었다.[98] 돔은 2018년 8월에 완공될 예정이었으나, 2019년 5월 사진에서는 여전히 미완성 상태였다.[89] 2019년 11월, 루빈 천문대 돔은 자체 동력으로 처음 회전했다.[99]

2019년 9월 기준 세로 파촌의 LSST 관측소 건물 건설 진행 상황


2022년 기준 세로 파촌의 LSST 관측소 건물 건설 진행 상황


2020년 3월, 코로나19 팬데믹으로 인해 정상 시설과 SLAC의 주 카메라 작업이 중단되었지만, 소프트웨어 작업은 계속되었다.[78] 이 기간 동안 시운전 카메라는 기지 시설에 도착하여 그곳에서 테스트되었다. 2022년 8월에 정상으로 옮겨 마운트에 설치되었다.[79]

주경은 애리조나 대학교의 스튜어드 천문대 미러 연구소에서 7년에 걸쳐 제작되었으며,[80] 2015년 2월 13일에 공식적으로 인수되었다.[84][85] 이후 거울 운송 상자에 넣어 비행기 격납고에 보관되었다.[86] 2019년 3월에는 텍사스주 휴스턴으로 보내졌고,[87] 칠레로 배송하기 위해 배에 실려 5월에 정상에 도착했다.[89]

부경은 초저팽창 유리로 코닝에서 제작되었으며, 2018년 12월 7일에 칠레로 배송되었다.[92]

망원경, 돔 및 지원 건물에 대한 단면 렌더링


망원경 마운트 조립체 계약은 2014년 8월에 체결되었다.[103] 2018년에 인수 검사를 통과했고[92] 2019년 9월에 건설 현장에 도착했다.[104] 2023년 4월까지 마운트는 "사실상 완료"로 선언되었고 루빈 천문대로 인계되었다.[105]

칠레 세로 파촌 꼭대기에 건설 중인 베라 C. 루빈 천문대의 8.4미터 시모니 서베이 망원경의 망원경 마운트 조립체


미국 에너지부(DoE)의 별도 자금 지원을 받는 LSST 카메라 프로젝트는 2015년 8월 "중요 결정 3" 설계 검토를 통과하고 건설 승인을 받아,[106] 캘리포니아의 SLAC에서 건설이 시작되었다.[107] 카메라는 2024년 초에 완성된 것으로 보고되었으며,[113] 2024년 5월 천문대에 도착했다.[114]

7. 데이터 전송 및 처리

데이터는 카메라에서 정상 시설, 기지 시설, 그리고 SLAC에 있는 루빈 천문대 미국 데이터 시설(USDF)로 전송된다.[115][116] 먼저 500만달러 규모의 전용 암호화 네트워크를 통해 캘리포니아에 있는 기밀 미국 정보 기관 시설로 전송된 후, 자동화된 시스템이 새로운 이벤트를 감지하고 미국 첩보 위성을 포함하는 이벤트를 제거한다. 나머지 이벤트를 다루는 이미지는 1분 후에 과학 커뮤니티에 공개되며, 위성의 궤도가 변경된 후 80시간이 지나면 전체 수정되지 않은 이미지가 공개된다.[117][118]

이 전송은 100 Gbit/s 이상의 매우 빠르고 안정적인 속도를 유지해야 한다. USDF는 일시적인 이벤트를 실시간으로 알리는 것을 포함하여 데이터를 과학적인 데이터 제품으로 처리하는 곳이기 때문이다. 전송은 라 세레나에 있는 기지 시설에서 칠레 산티아고까지 여러 개의 광섬유 케이블을 사용한 다음, 두 개의 이중 경로를 통해 플로리다주 마이애미로 연결되어 기존의 고속 인프라에 연결된다. 이 두 개의 이중 연결은 2018년 3월 AmLight 컨소시엄에 의해 활성화되었다.[119]

데이터 전송은 국제 국경을 넘나들기 때문에 천문학 연구 대학 연합 (AURA, 칠레 및 미국), REUNA[120] (칠레), 플로리다 국제 대학교 (미국), AmLightExP[119] (미국), RNP[121] (브라질), SLAC USDF (미국) 등 여러 그룹이 관여하며, 이들은 모두 LSST 네트워크 엔지니어링 팀(NET)에 참여한다. 이 협력은 여러 네트워크 도메인 및 제공업체에서 엔드 투 엔드 네트워크 성능을 설계하고 제공한다.

8. 참여 기관

LSST 프로젝트는 LSST Corporation이라는 비영리 회사를 통해 추진되고 있으며, 22개 이상의 미국 기업, 대학교, 연구소가 참여하고 있다.[18]

창립 멤버는 다음과 같다.


  • '''국립 광학천문관측소 연합'''
  • '''아리조나대학교'''
  • '''워싱턴 주립대학교'''
  • '''Research Corporation'''


주요 참여 기관은 다음과 같다.

기관명
브룩헤이븐 국립연구소
캘리포니아 공과대학
컬럼비아 대학교
구글
하버드-스미소니언 천체물리연구센터
존스홉킨스 대학교
스탠퍼드 대학교 KIPAC
Las Cumbres Observatory, Inc.
로렌스 리버모어 국립연구소
펜실베이니아 주립 대학교
프린스턴 대학교
퍼듀 대학교
스탠퍼드 선형 가속기 센터
캘리포니아 대학교 데이비스
캘리포니아 대학교 얼바인
일리노이 대학교 얼바나-샴페인
펜실베이니아 대학교
핏츠버그 대학교



LSST의 L1 렌즈 (2018년)


2014년 8월 1일, NSF는 나머지 건설에 대한 자금 지원을 승인했다. 주요 조직은 다음과 같다.[24]

  • LSST 카메라 설계 및 건설: SLAC 국립 가속기 연구소
  • 망원경 및 현장 팀 제공: 국립 광학 천문대
  • 아카이브 및 데이터 액세스 센터 구축 및 테스트: 국립 슈퍼컴퓨팅 응용 센터
  • LSST 건설 감독: 천문학 연구 대학 협회

9. 재정 분담 계획

기관분담 금액
미국 국립과학재단(NSF)2.42억달러
미국 에너지부(DOE)9600만달러
비정부 기금5200만달러



이 천문대 건설에는 많은 자금이 필요하며, 현재까지 LSST에 출연이 결정된 자금은 다음과 같다.[136]

시기기관분담 금액 (목적)
2005년 1월애리조나 대학교 스튜어드 천문대229.99999999999997만달러 (주경 개발)
2005년 9월미국 국립 과학 재단1420만달러 (망원경 설계 및 요소 기술 개발)
2007년 7월W. M. 켁 재단과 TABASGO 재단300만달러 (카메라 개발)
2008년 1월찰스 시모니 2000만달러, 빌 게이츠 1000만달러 (주경과 2개의 부경 제작 비용)



2014년부터 2022년까지 미국 국립 과학 재단은 천문대 건설을 위해 4.73억달러를 지출할 예정이며, 망원경의 핵심인 광시야 카메라(LSST 카메라) 개발은 미국 에너지부가 지원하고 SLAC 국립 가속기 연구소가 총괄하고 있다.

10. 위성군과의 간섭 문제

스타링크와 같은 위성군의 증가는 루빈 천문대의 관측에 영향을 미칠 수 있다. 특히 유럽 남방 천문대의 2020년 연구에 따르면 황혼 시간대 노출의 30%에서 50%가 위성군에 의해 심각하게 영향을 받을 것으로 추정된다.[122] 탐사 망원경은 넓은 시야를 가지고 있으며, 초신성이나 소행성과 같이 수명이 짧은 현상을 연구하는데, 이러한 위성군의 영향은 연구에 큰 어려움을 초래할 수 있다.[122]

밝은 위성 궤적의 경우, 위성의 궤적으로 인해 발생하는 채도, 누화(CCD 전자 장치의 특성으로 인해 멀리 떨어진 픽셀이 신호를 얻는 현상), 고스트 현상(망원경 및 카메라 내부 반사)의 조합으로 인해 전체 노출이 손상될 수 있다. 이는 이미징 중 위성 경로 자체보다 훨씬 더 넓은 하늘 영역에 영향을 미친다.[123] 더 희미한 궤적의 경우 이미지의 4분의 1만 손실된다.[123]

이 문제에 대한 해결 방안으로 위성의 수나 밝기를 줄이거나, 망원경의 CCD 카메라 시스템을 업그레이드하는 방법이 논의되고 있다. 스타링크 위성의 경우, 어두워진 위성의 궤적 밝기가 감소했지만, 루빈 천문대와 같은 광시야 탐사에 대한 영향을 완화하기에는 충분하지 않다.[125] 따라서 SpaceX는 새로운 위성에 태양 가리개를 도입하여 지상에서 보이는 위성 부분을 직사광선에서 벗어나게 하고, 위성을 7등급 이상으로 유지하여 검출기를 포화시키지 않도록 하고 있다.[126] 2023년 현재, 스타링크 2세대 "미니" 위성은 평균 겉보기 등급 7 이상을 달성했다.[128]

11. 다른 천문 관측과의 비교


  • 국립 지리 협회 - 팔로마 천문대 하늘 관측 및 해당 디지털 버전인 디지털화된 하늘 관측과 같은 사진 하늘 관측은 구식 기술이며 깊이가 훨씬 얕고, 일반적으로 시야가 좋지 않은 위치에서 촬영되었다. 이 아카이브는 100년 이상인 비교적 긴 시간 간격을 가지며 하늘 전체를 덮고 있기 때문에 여전히 사용된다.[71] 판 스캔은 하늘의 90% 이상에서 R~18과 B~19.5의 한계에 도달했으며, 하늘의 50%에서 약 1등급 더 어두웠다.
  • 슬론 디지털 스카이 서베이(SDSS, 2000–2009)는 2.5미터 망원경으로 북반구 하늘의 14,555 평방 도를 관측했다. 이는 분광 관측으로 현재까지 이어진다. 한계 광도 등급은 필터에 따라 20.5에서 22.2까지였다.[72]
  • 팬-스타스(Pan-STARRS, 2010–현재)는 하와이 할레아칼라 천문대에 위치한 두 대의 광시야 1.8미터 리치-크레티앵 망원경을 사용하는 진행 중인 하늘 관측이다. LSST가 가동될 때까지 지구 근접 천체에 대한 최고의 탐지기로 남아있을 것이다. 관측 범위는 30,000 평방 도이며 LSST가 관측할 범위와 비슷하다. PS1 관측에서 단일 이미지 깊이는 필터에 따라 20.9–22.0 등급 사이였다.[73]
  • 암흑 에너지 분광 장치(DESI) 레거시 이미징 관측(2013–현재)은 복 망원경(복 2.3미터 망원경), 4미터 니콜라스 U. 메이올 망원경, 4미터 빅토르 M. 블랑코 망원경으로 북부 및 남부 하늘의 14,000 평방 도를 관측한다. 레거시 관측은 Mayall z-밴드 레거시 관측, 베이징-애리조나 하늘 관측, 암흑 에너지 관측을 사용한다. 레거시 관측은 주로 먼 은하에 관심이 있었기 때문에 은하수를 피했다.[74] DES(5,000 평방 도)의 면적은 남부 하늘에서 LSST의 예상 관측 영역 내에 완전히 포함된다.[75] 노출은 일반적으로 23–24 등급에 도달한다.
  • 가이아 (우주선)는 2014년부터 시작된 전체 하늘에 대한 진행 중인 우주 기반 관측으로, 주요 목표는 약 20억 개의 별, 퀘이사, 은하 및 태양계 천체의 극도로 정밀한 측성이다. 0.7m2의 집광 면적은 다른 관측에 포함될 수 있는 것만큼 희미한 천체를 관측할 수 없지만, 관측된 각 천체의 위치는 훨씬 더 정밀하게 알려져 있다. 전통적인 의미에서 노출을 하지 않지만, 최대 21등급의 천체를 감지한다.
  • 즈위키 과도 현상 시설(Zwicky Transient Facility, 2018–현재)은 과도 현상을 감지하기 위한 유사한 빠르고 넓은 시야 관측이다. 망원경은 훨씬 더 큰 시야(47 평방 도; 시야의 5배)를 가지지만, 훨씬 작은 구경(1.22 m; 면적의 1/)을 가지고 있다. LSST 자동 경고 소프트웨어를 개발하고 테스트하는 데 사용되고 있다. 노출은 일반적으로 20–21 등급에 도달한다.
  • 우주 감시 망원경(2011–현재)은 주로 군사적 용도로 사용되는 유사한 빠른 광시야 관측 망원경으로, 우주 쓰레기 및 지구 근접 천체 탐지 및 목록화 등 부수적인 민간 응용 프로그램도 있다.

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