NASA出品！36像素的传感器

编辑：感知芯视界 Link

虽然 NASA 的詹姆斯·韦伯太空望远镜正在帮助天文学家在距地球 150 万公里处拍摄122 兆像素的照片，但该机构的最新相机仅用 36 像素即可实现突破性的太空科学。是的，36 像素，而不是 36 兆像素。

X 射线成像和光谱任务 (XRISM)，发音为“crism”，是 NASA 和日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 之间的合作项目。该任务的卫星于去年九月发射进入轨道，此后一直在宇宙中寻找一些最复杂的科学问题的答案。该任务的成像仪器 Resolve 具有 36 像素图像传感器。

这个六乘六的像素阵列每边尺寸为 0.2 英寸（五毫米），与Apple iPhone 15 和 15 Plus中的图像传感器没有太大区别。这些智能手机的主摄像头尺寸为 8 x 6 毫米，但像素为 48 兆像素。那是 48,000,000 像素，仅比 36 略多一点。

像索尼 a7R V这样的全画幅相机怎么样，这是首选的高分辨率无反光镜相机？该相机的像素超过 60 兆像素，可拍摄 9,504 x 6,336 像素的图像。该图像传感器共有 60,217,344 个像素，是 XRISM Resolve 成像器像素数的 1,672,704 倍。

此时，我们有理由想知道：“科学家们能用 36 个像素看到什么？”事实证明，数量相当多。

Resolve 可检测“软”X 射线，其能量比可见光波长高出约 5,000 倍。它研究了宇宙最热的区域、最大的结构和最大质量的宇宙物体，如超大质量黑洞。虽然它可能没有很多像素，但它的像素非常出色，可以产生从 400 到 12,000 电子伏特的丰富光谱的视觉数据。

“Resolve 不仅仅是一台相机。它的探测器会测量照射到它的每条 X 射线的温度，”美国宇航局戈达德 XRISM 项目科学家布莱恩·威廉姆斯 (Brian Williams) 解释道。“我们将 Resolve 称为微热量光谱仪，因为它的 36 个像素中的每一个都在测量每束传入 X 射线传递的微量热量，使我们能够以前所未有的细节查看构成源的元素的化学指纹。”

换句话说，传感器的 36 个像素中的每一个都可以独立、准确地测量特定波长光的温度变化。该传感器根据其吸收的 X 射线来测量每个像素的温度变化，从而使其能够测量单个电磁辐射粒子的能量。

这些数据包含大量信息，科学家可以利用这些 X 射线了解有关非常遥远物体的大量信息。

Resolve 可以精确地检测特定波长的光，从而可以检测目标内各个元素的运动，“有效地提供 3D 视图”。该相机可以探测遥远星系团内的气体流动，并跟踪超新星爆炸碎片中不同元素的行为。

36 像素图像传感器在科学操作过程中必须处于极冷状态，才能实现这一令人难以置信的壮举。

摄像师可能会在无反光镜相机上安装一个风扇，以在高分辨率视频录制期间保持其凉爽。然而，对于像 Resolve 这样的乐器来说，风扇是不够的。

使用六级冷却系统，传感器被冷却至 -459.58 华氏度（-273.1 摄氏度），仅比绝对零值高 0.09 华氏度（0.05 摄氏度）。顺便说一下，宇宙本身的平均温度约为-454.8华氏度（-270.4摄氏度）。

“Resolve 仪器利用戈达德在过去几十年发明和完善的技术，让我们能够更深入地了解 X 射线发射物体的构成和运动，”凯利继续说道。

XRISM 和 Resolve 提供天体物理学史上最详细、最精确的 X 射线光谱数据。他们仅用三打像素，就绘制了人类理解宇宙的新路线（并结束了百万像素竞赛）。

原文链接：https://petapixel.com/2024/04/30/nasa-develops-tiny-yet-mighty-36-pixel-sensor/

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