«Свифт», новый спутник НАСА, отправится на небеса 17 ноября, предназначенный для обнаружения гамма-всплесков и взлета, чтобы поймать их в действии. А триггерное программное обеспечение, которое делает летающую обсерваторию достаточно умной, чтобы сделать это, разработано командой космических наук в Лос-Аламосской национальной лаборатории.
Гамма-всплески, впервые обнаруженные Лос-Аламосом в ходе анализа данных ядерного нераспространения, происходят случайным образом по всей Вселенной. Это самые мощные взрывы, известные человечеству, превосходящие только Большой взрыв. Телескоп Swift Alert Alert обнаружит и обнаружит около двух импульсов в неделю и передаст их положение на землю менее чем за 15 секунд.
Изучая взрывы, ученые получают возможность осветить некоторые из самых ранних загадок вселенной. «Мы верим, что Swift способен наблюдать гамма-всплески прямо во времени до самых первых звезд, которые когда-либо образовывались после Большого взрыва», - сказал ведущий научный сотрудник лаборатории Лос-Аламос Эд Эд Фенимор, сотрудник лаборатории.
Основные цели миссии для Swift - определить, что заставляет гамма-всплески тикать, и, возможно, что еще более важно, определить, как взрыв развивается и взаимодействует с окружающей средой: послесвечение вспышки - единственное место во вселенной, где что-то в 10 раз больше Земля движется на 0.9999 со скоростью света.
Компонентом, с которым Лос-Аламос наиболее тесно связан, является телескоп оповещения о взрыве (BAT), аппаратное обеспечение, созданное и разработанное Центром космических полетов Годдарда под руководством Нила Герелса. Роль Лос-Аламоса заключалась в разработке бортового научного программного обеспечения BAT, которое, как говорит Фенимор, «в основном говорит Swift, когда указывать, а где указывать».
Бортовое «триггерное» программное обеспечение сканирует данные с BAT и определяет, когда идет гамма-всплеск. «Хотя человеческие глаза на земле могут легко это сделать, делать это вслепую на спутнике довольно сложно», - сказал Фенимор. «Фактически, в прошлых экспериментах с гамма-всплеском было распространено, что девять из 10 триггеров являются ложными тревогами. Ложная тревога будет иметь катастрофические последствия, поскольку Свифт фактически развернется, пытаясь обнаружить ложный источник ». Свифт поворачивается в пространстве в течение 70-100 секунд, чтобы увидеть исчезающее событие.
Информация о местонахождении GRB от Swift будет также передаваться на ожидающие роботизированные телескопы на земле. Среди них - телескоп Los Alamos RAPTOR, который может указывать куда угодно в течение 6 секунд и захватывать вспышку, пока она еще происходит.
Важным вторым элементом усилий в Лос-Аламосе является программное обеспечение для определения местоположения гамма-всплеска, чтобы спутник точно знал, в каком направлении он должен ориентировать свои другие телескопы. BAT использует технику визуализации, впервые разработанную Лос-Аламосом, называемую визуализацией с кодированной апертурой, и совсем недавно использованную Лос-Аламосом на борту спутника High Energy Transient Explorer (HETE).
В оборудовании для обработки изображений на борту Swift 54 000 точечных отверстий в свинцовой панели размером с полный лист фанеры создают «изображение», фактически тысячи перекрывающихся изображений (примерно 30 000 из них). Программное обеспечение Лос-Аламоса должно расшифровать эти перекрывающиеся изображения и сделать одно более сильное, более яркое изображение, из которого можно найти точное местоположение гамма-всплеска, исключая при этом известные источники и статистические различия.
Дэвид Палмер, астрофизик из Лос-Аламоса, обладающий специальными знаниями в области кодированной апертуры и умных алгоритмов, является ключевой фигурой практически для всего научного программного обеспечения на BAT, около 30 000 строк кода. Для программного обеспечения для выполнения необходимых задач требуется огромное количество компьютерного кода с сотнями взаимодействующих компонентов. «Именно благодаря пониманию всей картины во всей ее сложности Палмер смог разработать этот научный пакет», - сказал Фенимор. «Палмер, вероятно, выполнил работу над 20 людьми над этим проектом».
Чтобы подготовиться к продолжающейся работе над программным обеспечением в течение двухлетней жизни корабля, Фенимор и его команда разработали сложные симуляции в Лос-Аламосе для воссоздания вероятного поведения и опыта инструмента BAT в космосе. Симулятор позволяет команде практиковаться в реагировании на потенциальные проблемы, которые могут потребовать настройки программного обеспечения. Программное обеспечение было разработано с «большим количеством ручек», как его называет Фенимор, чтобы позволить команде постоянно настраивать программное обеспечение. Особой проблемой для Палмера был относительный возраст компьютера на борту корабля: это компьютер с частотой 25 МГц, в 100 раз медленнее, чем компьютеры, которые есть у большинства людей дома.
Запуск обсерватории Swift запланирован на 12:09 по восточному времени в среду, 17 ноября, с часовым окном запуска. Спутник находится на борту ракеты Boeing Delta II, запускаемой со станции военно-воздушных сил Кейп-Канаверал (CCAFS), штат Флорида.
Swift является частью программы NASA «Средний исследователь» (MIDEX). Аппаратное обеспечение было разработано международной командой из США, Великобритании и Италии с дополнительным научным участием во Франции, Японии, Германии, Дании, Испании и Южной Африке.
Источник: Лос-Аламос
