نجوم
ساخت مغز متفکر برای بزرگ‌ترین رادیو تلسکوپ جهان
گروهی از دانشمندان انگلیسی قصد دارند نسخه اولیه مغز را برای کنترل بزرگ‌ترین رادیو تلسکوپ جهان بسازند. به گزارش بی‌بی‌سی، آرایه کیلومترمربعی (SKA) در ابتدا شامل 197دیش و 130هزار آنتن در سراسر آفریقای جنوبی و استرالیا خواهد بود که همه آنها به یکدیگر پیوسته خواهند شد و با هماهنگی خاصی شروع به‌کار می‌کنند.
نرم‌افزار جدیدی که توسعه یافته به‌منظور آزمایش روی زیرمجموعه کوچکی از زیرساخت توسعه یافته تا قبل از اجرا شدن در سراسر شبکه آرایه کیلومترمربعی، امتحان خود را پس بدهد.
در خدمت آرایه کیلومترمربعی
کریس پیرسان، رهبر گروه ستاره‌شناسی RAL Space مستقر در کمپ هارول در آکسفوردشایر گفت: آرایه SKA یک چالش محاسباتی بسیار بزرگ است. ما درباره چیزی حدود 600میلیون گیگابایت خروج اطلاعات روزانه از SKA صحبت می‌کنیم که قرار است به‌طور سراسری به‌دست همه ستاره‌شناسان برسد؛ بنابراین در این بین، مشکل مقیاس‌پذیری، پردازش و انتقال داده داریم.
آرایه کیلومترمربعی یکی از پروژه‌های علمی بزرگ قرن بیست‌و‌یکم است و به مجموعه‌ای از تلسکوپ‌های نسل بعدی خواهد پیوست که در این دهه به‌صورت آنلاین عرضه می‌شوند. این شامل تلسکوپ فضایی جیمز وب و تلسکوپ فوق‌العاده بزرگ اروپایی (E-ELT) می‌شود که یک آینه نوری اولیه به قطر 39متر خواهد داشت.
آرایه SKA یک پروژه رادیو تلسکوپ بین‌المللی است که برای ساخته شدن در آفریقای جنوبی و استرالیا طراحی شده است. مجموع مساحت این پروژه در زمان تکمیل آن حدود یک کیلومترمربع خواهد بود. ایده اولیه این آرایه در دهه90 میلادی مطرح شد و بعدا در اواخر سال2010 توسعه یافت و طراحی شد. با تکمیل شدن آن در اواخر سال2020 منطقه محاسباتی آن تقریبا به یک کیلومترمربع رسید. این آرایه روی فرکانس‌های گسترده‌ای کار خواهد کرد و به‌واسطه اندازه بزرگی که دارد، 50برابر حساس‌تر از هر وسیله رادیویی دیگر عمل می‌کند. این آرایه نیاز به موتورهای محاسباتی مرکزی با کارایی بسیار بالا و پیوندهای طولانی‌مدت با ظرفیتی بیشتر از ترافیک جهانی اینترنت دارد. اگر ساخت و نهایی کردن این تلسکوپ طبق برنامه پیش برود، باید بتواند آسمان را بیش از 10هزار برابر سریع‌تر از قبل بررسی کند.
پاسخ به سؤالات پرتکرار کیهانی
وضوح و حساسیت آرایه کیلومترمربعی در طول موج‌های رادیویی که به حمایت کامپیوتری شگفت‌انگیزی وابسته است، ستاره‌شناسان را قادر می‌سازد پاسخ برخی از بنیادی‌ترین سؤالات را در زمینه ستاره‌شناسی و کیهان‌شناسی پیدا کنند.
سؤالاتی از این دست که نخستین ستاره چطور در کهکشان درخشید؟ معنای دقیق انرژی تاریک - انرژی مرموزی که به‌نظر می‌رسد با سرعتی فزاینده کیهان را از هم جدا می‌کند - چیست؟ و حتی ابتدایی‌ترین سؤالی که همواره ذهن انسان را به‌خود مشغول کرده است؛ آیا ما در منظومه شمسی تنها هستیم؟ حساسیت بی‌سابقه SKA می‌تواند هرگونه انتقال فرازمینی را تشخیص دهد.
حامیان ساخت آرایه
سازمان بین‌المللی حامی SKA چراغ سبز رسمی را سال گذشته برای ساخت این آرایه که از این قرن نیز فراتر خواهد رفت، نشان داد. دولت انگلیس، از طریق کنسولگری امکانات علمی و فناوری (STFC)، هم‌اکنون بزرگ‌ترین مشارکت‌کننده سازمان SKA است و هم‌اکنون برای حمایت از آن متعهد است 15درصد از هزینه کل ساخت و عملیات اولیه آن را از سال 2021 تا 2030 بپردازد.
به‌عنوان بخشی از این تعهد، کنسولگری امکانات علمی و فناوری، روز دوشنبه 15میلیون پوند برای تامین سرمایه توسعه نرم‌افزار آرایه پرداخت کرد. این پول برای حمایت عملیات تحقیقاتی و اجرایی در دانشگاه‌های آکسفورد، کمبریج و منچستر و همچنین آزمایشگاه STFC در هارول، درسبری و ادینبرو هزینه می‌شود.
نحوه کار نرم‌افزار
این نرم‌افزار به تلسکوپ می‌گوید به کجای آسمان نگاه کند و هر جسمی که مشاهده می‌کند را تشخیص داده و سیگنال‌های تلسکوپ را به داده‌های قابل استفاده که در کشفیات مورد استفاده قرار می‌گیرد، ترجمه کند.
به‌گفته پیرسان اگر این سیستم فقط به یک دیش یا یک آنتن خلاصه می‌شد، کار ساده‌ای بود، اما سیستم باید به‌طور هماهنگ در هزاران جزء مجزای آرایه کار کند. پیرسان گفت: ما از کوچک‌ترین سیستم کارمان را شروع می‌کنیم. نرم‌افزاری که تولید کرده‌ایم، اول روی 4دیش رادیویی در جنوب آفریقا کار خواهد کرد. درباره آنتن‌های کوچک مستقر در استرالیا باید بگوییم که روی 6ایستگاه (از 256آنتن) در وهله اول کار می‌کنیم.
سپس باید به روشی هوشمندانه شرایط را بسنجیم و اندازه‌گیری کنیم. با افزایش تعداد دیش‌ها و آنتن‌ها نمی‌توانیم این کار را به‌صورت خطی انجام دهیم؛ در غیراین صورت ناممکن خواهد شد. انتظار می‌رود نخستین نسخه ابتدایی این مغز تا سال2024 کامل و به مرحله اجرایی برسد.
