Ένας από τους ισχυρότερους υπερυπολογιστές στον κόσμο
είναι πλήρως εγκατεστημένος και δοκιμασμένος
στην απομακρυσμένη και υψηλή θέση του
στις Άνδεις της βόρειας Χιλής.
Αυτό σηματοδοτεί ένα από τα σημαντικότερα ορόσημα
για την ολοκλήρωση του ALMA,
της Μεγάλης Χιλιοστομετρικής - Υποχιλιοστομετρικής Συστοιχίας
Ο συσχετιστής ALMA καθιστά
τις πολυάριθμες κεραίες σε ένα γιγαντιαίο τηλεσκόπιο.
Αυτό είναι το ESOcast!
Η τελευταία λέξη της επιστήμης και η ζωή στα παρασκήνια
του ESO, του Ευρωπαϊκού Νότιου Αστεροσκοπείου.
Το ALMA είναι το πιο περίπλοκο επίγειο τηλεσκόπιο στην ιστορία
και αποτελείται από μία συστοιχία 66 κεραιών σε σχήμα πιάτου.
Ο υπερυπολογιστής του, ή συσχετιστής,
είναι ένα συστατικό ζωτικής σημασίας.
Για να λειτουργήσει το ALMA, τα αμυδρά ουράνια σήματα
που συλλέγονται από κάθε κεραία, πρέπει να συνδυάζονται
με εκείνα από όλες τις κεραίες
Οι επεξεργαστές του συσχετιστή θα συνδυάζουν και θα συγκρίνουν συνεχώς
τα δεδομένα από τις 64 κεραίες της συστοιχίας,
οι οποίες βρίσκονται σε απόσταση έως και 16 χιλιόμετρα,
έτσι ώστε οι κεραίες να εργάζονται από κοινού
σαν ένα ενιαίο, τεράστιο, τηλεσκόπιο.
Ο συσχετιστής του ALMA διαθέτει πάνω από
134 εκατομμύρια επεξεργαστές, και εκτελεί τον απίστευτο αριθμό
των 17 τετράκις εκατομμυρίων πράξεων ανά δευτερόλεπτο.
Αυτό είναι 17 χιλιάδες εκατομμύρια εκατομμύρια!
Η συσχετιστής κατασκευάστηκε ειδικά για το έργο αυτό,
αλλά ο αριθμός των υπολογισμών ανά δευτερόλεπτο είναι συγκρίσιμος
με την απόδοση του ταχύτερου, γενικής χρήσης
υπερυπολογιστή στον κόσμο.
Αυτή η μοναδική επεξεργαστική πρόκληση απαιτεί καινοτόμο σχεδιασμό
τόσο για τα μεμονωμένα συστατικά όσο και για τη συνολική
αρχιτεκτονική του συσχετιστή.
Ο αρχικός σχεδιασμός του συσχετιστή,
καθώς και η κατασκευή και εγκατάσταση του,
ηγήθηκε από το αμερικανικό Εθνικό Παρατηρητήριο Ραδιοαστρονομίας, NRAO
τον επικεφαλής εταίρο της Βόρειας Αμερικής στο ALMA.
Το πρόγραμμα του συσχετιστή χρηματοδοτήθηκε από το αμερικανικό Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών,
με συνεισφορές από το ESO.
Ως ο ευρωπαίος εταίρος στο ALMA, το ESO
παρείχε επίσης ένα σημαντικό μέρος του συσχετιστή:
ένα εντελώς νέο και ευέλικτο ψηφιακό σύστημα φιλτραρίσματος,
σχεδιασμένο και κατασκευασμένο στην Ευρώπη,
που ενσωματώθηκε στο αρχικό σχεδιασμό του NRAO.
Το Πανεπιστήμιο του Μπορντώ σχεδίασε και κατασκεύασε ένα σύνολο
από 550 προηγμένης τεχνολογίας ψηφιακά φίλτρα για το ESO.
Με αυτά τα φίλτρα, το φως που βλέπει το ALMA
μπορεί να χωριστεί σε 32 φορές περισσότερο εύρος μήκους κύματος
από ό, τι στον αρχικό σχεδιασμό,
επιτρέποντας στους αστρονόμους να "κάνουν φέτες" το φάσμα του φωτός.
Εκτός από τις τεράστιες τεχνικές προκλήσεις για την κατασκευή του συσχετιστή,
η ακραία θέση του συστήματος ήταν επίσης ένας παράγοντας.
Ο συσχετιστής στεγάζεται στο κτίριο
επιχειρήσεων της συστοιχίας,
-το υψηλότερο κτίριο υψηλής τεχνολογίας στον κόσμο.
Στα 5000 μέτρα υψόμετρο, ο αέρας είναι αραιός, πράγμα που σημαίνει ότι
χρειάζεται διπλάσια της κανονικής, ροή του αέρα, για την ψύξη του υπερυπολογιστή.
Ο αραιός αέρας καθιστά επίσης αδύνατη τη χρήση περιστρεφόμενων δίσκων στους ηλεκτρονικούς υπολογιστές,
καθώς οι κεφαλές τους βασίζονται σε
ένα μαξιλάρι αέρα για να μην συντριβούν
Επιπλέον, ο συσχετιστής έπρεπε να είναι σχεδιασμένος να αντέχει
σεισμούς, οι οποίοι είναι συχνοί στην περιοχή.
Το ALMA άρχισε τις επιστημονικές παρατηρήσεις το 2011
με μερική συστοιχία κεραιών.
Ένα τμήμα του συσχετιστή ήταν ήδη σε χρήση
για τον συνδυασμό των σημάτων από τις κεραίες,
αλλά τώρα το πλήρες σύστημα είναι ολοκληρωμένο,
έτοιμο για παρατηρήσεις με μεγαλύτερο αριθμό κεραιών.
Η επιτυχής εγκατάσταση του νέου υπερυπολογιστή
σηματοδοτεί ένα σημαντικό βήμα προς την ολοκλήρωση του ALMA στο κοντινό μέλλον.
Με τη χρήση της απαράμιλλης παρατηρησιακής ισχύος της συστοιχίας,
οι επιστήμονες θα αποκτήσουν νέες γνώσεις για τα κρυμμένα θαύματα του Σύμπαντος.
Το ESOcast είναι παραγωγή του ESΟ, του Ευρωπαϊκού Νότιου Αστεροσκοπείου.
Το ESΟ, το Ευρωπαϊκό Νότιο Αστεροσκοπείο, είναι ο κορυφαίος διακρατικός οργανισμός έρευνας και τεχνολογίας στην αστρονομία
που σχεδιάζει, κατασκευάζει και λειτουργεί τα πιο προηγμένα επίγεια τηλεσκόπια του κόσμου.
Κείμενα: ESO, Μετάφραση: Ανδρέας Βοσινάκης, www.ofa.gr