„Swift”, nowy satelita NASA, skieruje się w niebiosa 17 listopada, zaprojektowany do wykrywania rozbłysków gamma i obracania się, aby złapać ich podczas gry. Oprogramowanie wyzwalające, które sprawia, że latające obserwatorium jest wystarczająco inteligentne, aby to zrobić, pochodzi od zespołu Space Science w Los Alamos National Laboratory.
Błyski gamma, po raz pierwszy odkryte przez Los Alamos w trakcie analizy danych o nierozprzestrzenianiu broni jądrowej, występują losowo w całym wszechświecie. Są to najpotężniejsze eksplozje znane ludzkości, przekroczone jedynie przez Wielki Wybuch. Swift's Burst Alert Telescope wykryje i zlokalizuje około dwóch serii tygodniowo i przekaże swoje pozycje na ziemię w mniej niż 15 sekund.
Badając wybuchy, naukowcy mają okazję wyjaśnić niektóre z najwcześniejszych tajemnic wszechświata. „Uważamy, że Swift jest w stanie obserwować rozbłyski gamma w czasie, aż do pierwszych gwiazd, które powstały po Wielkim Wybuchu” - powiedział Ed Fenimore, naukowiec z Los Alamos, pracownik laboratorium.
Głównymi celami misji Swift są ustalenie, co powoduje rozbłyski gamma, a co ważniejsze, określenie, w jaki sposób wybuch ewoluuje i wchodzi w interakcje z otoczeniem: poświata wybuchu jest jedynym miejscem we wszechświecie, w którym coś jest 10 razy większe niż Ziemia porusza się z prędkością 0,9999 prędkości światła.
Elementem, z którym Los Alamos jest najbardziej zaangażowany, jest Teleskop Ostrzeżenia o Burstach (BAT), sprzęt zbudowany i opracowany przez Goddard Space Flight Center pod kierunkiem Neala Gehrela. Rola Los Alamos polegała na opracowaniu pokładowego oprogramowania naukowego BAT, które, jak mówi Fenimore, „w zasadzie mówi Swiftowi, kiedy i gdzie wskazać”.
Wbudowane oprogramowanie „wyzwalające” skanuje dane z BAT i określa, kiedy trwa rozbłysk gamma. „Chociaż ludzkie oczy na ziemi mogą to łatwo zrobić, robienie tego na ślepo na satelicie jest dość trudne”, powiedział Fenimore. „W rzeczywistości w poprzednich eksperymentach z serią promieniowania gamma często zdarzało się, że dziewięć na 10 wyzwalaczy to fałszywe alarmy. Fałszywe alarmy byłyby katastrofalne, ponieważ Swift faktycznie się obrócił, aby spróbować zaobserwować fałszywe źródło. ” Swift obraca się w przestrzeni w ciągu 70 do 100 sekund, aby zobaczyć zanikanie.
Informacje o lokalizacji GRB z Swift będą również transmitowane do oczekujących robotycznych teleskopów na ziemi. Wśród nich jest teleskop Los Alamos RAPTOR, który może wskazać w dowolnym miejscu w ciągu 6 sekund i uchwycić serię, gdy to się dzieje.
Krytycznym drugim elementem działań Los Alamos jest oprogramowanie do zlokalizowania rozbłysku gamma, aby satelita wiedział dokładnie, w jakim kierunku powinien skierować swoje inne teleskopy. BAT wykorzystuje technikę obrazowania zapoczątkowaną przez Los Alamos, zwaną obrazowaniem z kodowaną aperturą, a ostatnio stosowaną przez Los Alamos na pokładzie satelity High Energy Transient Explorer (HETE).
W sprzęcie do przetwarzania obrazu na pokładzie Swift 54 000 otworów w panelu ołowiu wielkości pełnego arkusza sklejki tworzy „obraz”, w rzeczywistości tysiące nakładających się obrazów (około 30 000 z nich). Oprogramowanie Los Alamos musi rozszyfrować nakładające się obrazy i stworzyć jeden silniejszy, jaśniejszy obraz, z którego można znaleźć dokładną lokalizację rozbłysku gamma, jednocześnie eliminując znane źródła i różnice statystyczne.
David Palmer, astrofizyk z Los Alamos, specjalizujący się w obrazowaniu z wykorzystaniem kodowanej apertury i sprytnych algorytmach, jest kluczową osobą dla praktycznie całego oprogramowania naukowego na BAT, około 30 000 linii kodu. Oprogramowanie do obsługi wymaganych zadań wymaga ogromnej ilości kodu komputerowego z setkami interaktywnych komponentów. „To dzięki jego zrozumieniu całego obrazu w całej jego złożoności Palmer był w stanie opracować ten pakiet naukowy” Fenimore powiedział: „Palmer prawdopodobnie wykonał pracę 20 osób przy tym projekcie”.
Aby przygotować się do pracy nad oprogramowaniem podczas dwuletniego życia statku, Fenimore i jego zespół opracowali złożone symulacje w Los Alamos, aby odtworzyć prawdopodobne zachowanie i doświadczenia instrumentu BAT w przestrzeni kosmicznej. Symulator pozwala zespołowi ćwiczyć reagowanie na potencjalne problemy, które mogą wymagać dostrojenia oprogramowania. Oprogramowanie zostało zaprojektowane z „dużą ilością pokręteł”, jak to określa Fenimore, aby umożliwić zespołowi ciągłe dostosowywanie oprogramowania. Szczególnym wyzwaniem dla Palmera był względny wiek komputera na pokładzie jednostki: jest to komputer 25 MHz, 100 razy wolniejszy niż komputery większości ludzi w domu.
Uruchomienie obserwatorium Swift zaplanowano na 12:09, EST środa, 17 listopada o, z godzinnym oknem startowym. Satelita jest na pokładzie rakiety Boeing Delta II, wystrzeliwanej z Cape Canaveral Air Force Station (CCAFS), Fla.
Swift jest częścią programu NASA medium explorer (MIDEX). Sprzęt został opracowany przez międzynarodowy zespół ze Stanów Zjednoczonych, Wielkiej Brytanii i Włoch, przy dodatkowym zaangażowaniu naukowym we Francji, Japonii, Niemczech, Danii, Hiszpanii i Południowej Afryce.
Oryginalne źródło: Los Alamos News Release
