Как именно DESI будет одновременно захватывать отдельные спектры 5000 галактик с помощью оптических волокон?

Вероятно, вы сможете получить ответы на большинство, если не на все свои вопросы, просмотрев основной веб-сайт DESI , который я рекомендую вам посетить.

Есть, например, неплохое видео, описывающее сборку основных элементов фокальной плоскости (волокон и связанных с ними позиционеров робота) здесь .

А проще говоря: круговая фокальная плоскость разделена на десять клиньев (или «лепестков»). Каждый клин содержит массив из 500 волокон и связанные с ними роботизированные позиционеры. Каждый набор из 500 волокон собирается на заднем конце и проходит за пределами телескопа к спектрографу, где волокна выстраиваются в линию, чтобы пропустить их свет на щель. То есть десятьотдельные спектрографы (это ваш "банк спектрографов"), каждый из которых имеет одну щель, в которую проходит свет от 500 волокон. (Каждый спектрограф имеет дихроики, разделяющие свет от щели на три разных режима длин волн и три разные камеры, каждая с разной решеткой — 360–555 нм («синий»), 555–656 нм («красный») и 656–908 нм [«инфракрасный», хотя это все еще обрабатывается ПЗС, и это не совсем то, что современные астрономы обычно называют «инфракрасным»]).

Волокна довольно плотно упакованы в отдельные клинья, поэтому роботизированное позиционирование выполняется путем настройки/подвижки каждого волокна на небольшую величину вокруг его положения по умолчанию в круглом отверстии (вы можете увидеть проблески этого в видео), а не массовое движение отдельных волокон по всей фокальной плоскости, которое делает инструмент 2dF в вашей видеосвязи.

Один из десяти клиньев фокальной плоскости DESI, в который вставлено около 60 (из возможных 500) элементов позиционера «волокно плюс робот».

В дополнение к ответу @PeterErwin , некоторые подробности о пяти тысячах «роботов».

Каждое волокно имеет круглую «зону патрулирования» диаметром 12 миллиметров, и они расположены на шестиугольной решетке с шагом (расстояние до ближайшего соседа) 10,3 миллиметра.

Движение реализуется с кинематикой эксцентриковой оси (Θ–Φ). Вместо xy или r-Θ, которые используют два и один градус линейного перемещения, используются два вращения в конфигурации «плечо и локоть».

То, что диапазон движения волокон перекрывается, повышает вероятность нахождения цели для каждого волокна и уменьшает до нуля мертвое пространство (область, в которой невозможно покрытие волокна). Роботизированные системы знают о положении соседних волокон, поэтому столкновений можно избежать.

См. также Спектроскопический прибор темной энергии (DESI) Производство волоконного позиционера Leitner et al. 2018 в Researchgate и arXiv

Вот вырезка части рисунка 1 из статьи arXiv, ссылка на которую приведена выше, для подробного представления кинематики робота (Θ–Φ).

Роботизированные волоконные позиционеры SPIE для инструмента темной энергии

Рис. 1. Слева: кинематика эксцентриковой оси (Θ–Φ). Всякий раз, когда рычаг Φ (R2) втягивается внутрь пунктирной окружности E, позиционеру гарантируется свободное вращение вокруг Θ без препятствий со стороны его соседей. Справа: зона патрулирования (зона, в которой робот может добраться до каждой точки) выходит за пределы поля. Это обеспечивает полное покрытие, но требует реализации алгоритмов предотвращения столкновений в программном обеспечении управления перемещением. R1, R2: кинематические длины плеч Θ и Φ. xc, yc: Центр робота. x, y: положение волокна. Θo, Φo: Исходные позиции. 1×, 2×: Охват одним позиционером и двумя позиционерами соответственно.

Рис. 2. DESI (прибор для спектроскопии темной энергии) позиционер волокна с шагом 10,4 мм Θ−Φ. Центры двух осей указаны на вставке (вверху справа).