Το "Swift", ένας νέος δορυφόρος της NASA, θα κατευθυνθεί προς τους ουρανούς στις 17 Νοεμβρίου, σχεδιασμένος για να ανιχνεύει εκρήξεις ακτίνων γάμμα και να κτυπηθεί για να τις πιάσει στην πράξη. Και το λογισμικό ενεργοποίησης που κάνει το παρατηρητήριο πτήσεων αρκετά έξυπνο για να το κάνει αυτό προέρχεται από την ομάδα Space Science στο Εθνικό Εργαστήριο του Los Alamos.
Οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα, που ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά από τον Los Alamos κατά τη διάρκεια ανάλυσης δεδομένων πυρηνικής μη διάδοσης, εμφανίζονται τυχαία σε όλο το σύμπαν. Είναι οι πιο ισχυρές εκρήξεις που είναι γνωστές στην ανθρωπότητα, οι οποίες ξεπέρασαν μόνο το Big Bang. Το τηλεσκόπιο Swift's Burst Alert θα ανιχνεύσει και θα εντοπίσει περίπου δύο ριπές την εβδομάδα και θα μεταδώσει τις θέσεις τους στο έδαφος σε λιγότερο από 15 δευτερόλεπτα.
Μελετώντας τις εκρήξεις, οι επιστήμονες έχουν την ευκαιρία να φωτίσουν μερικά από τα πρώτα μυστήρια του σύμπαντος. «Πιστεύουμε ότι η Swift είναι σε θέση να παρατηρήσει εκρήξεις ακτίνων γάμμα πίσω από το χρόνο στα πρώτα αστέρια που σχηματίστηκαν ποτέ μετά το Big Bang», δήλωσε ο επικεφαλής επιστήμονας του έργου Los Alamos, Ed Fenimore, Laboratory Fellow.
Οι κύριοι στόχοι της αποστολής για το Swift είναι να προσδιορίσουν τι κάνει τις εκρήξεις ακτίνων γάμμα να τσεκάρουν, και ίσως το πιο σημαντικό, να καθορίσουν πώς εξελίσσεται η ριπή και αλληλεπιδρά με το περιβάλλον: Η μεταλαμπή της έκρηξης είναι το μόνο μέρος στο σύμπαν όπου κάτι 10 φορές μεγαλύτερο από το μέγεθος η Γη κινεί 0,9999 την ταχύτητα του φωτός.
Το στοιχείο με το οποίο εμπλέκεται πιο στενά το Los Alamos είναι το τηλεσκόπιο Burst Alert (BAT), υλικό που κατασκευάστηκε και αναπτύχθηκε από το Goddard Space Flight Center, υπό τη διεύθυνση του Neal Gehrels. Ο ρόλος του Los Alamos ήταν στην ανάπτυξη του ενσωματωμένου επιστημονικού λογισμικού της ΒΑΤ που, όπως λέει ο Fenimore, «βασικά λέει στον Swift πότε πρέπει να σημειωθεί και πού να υποδείξει».
Το ενσωματωμένο λογισμικό "trigger" σαρώνει τα δεδομένα από το BAT και καθορίζει πότε είναι σε εξέλιξη μια έκρηξη ακτίνων γάμμα. «Αν και τα ανθρώπινα μάτια στο έδαφος μπορούν εύκολα να το κάνουν αυτό, το να το κάνεις τυφλά στον δορυφόρο είναι αρκετά δύσκολο», δήλωσε ο Fenimore. «Στην πραγματικότητα, σε προηγούμενα πειράματα έκρηξης ακτίνων γάμμα, ήταν κοινό ότι εννέα στους 10 ενεργοποιητές είναι ψευδείς συναγερμοί. Οι ψευδείς συναγερμοί θα ήταν καταστροφικοί, δεδομένου ότι ο Swift θα σκοτώθηκε πραγματικά για να προσπαθήσει να παρατηρήσει την ψεύτικη πηγή. " Το Swift γυρίζει στο διάστημα εντός 70 έως 100 δευτερολέπτων για να δείτε το συμβάν εξασθένισης.
Οι πληροφορίες θέσης GRB από το Swift θα μεταδοθούν επίσης σε ρομποτικά τηλεσκόπια αναμονής στο έδαφος. Μεταξύ αυτών είναι το τηλεσκόπιο RAPTOR Los Alamos, το οποίο μπορεί να δείξει οπουδήποτε μέσα σε 6 δευτερόλεπτα και να καταγράψει την έκρηξη ενώ εξακολουθεί να συμβαίνει.
Το κρίσιμο δεύτερο κομμάτι της προσπάθειας του Los Alamos είναι το λογισμικό για τον εντοπισμό της έκρηξης ακτίνων γάμμα έτσι ώστε ο δορυφόρος να γνωρίζει ακριβώς ποια κατεύθυνση πρέπει να προσανατολίσει τα άλλα τηλεσκόπια του. Το BAT χρησιμοποιεί μια τεχνική απεικόνισης που πρωτοπορεί ο Los Alamos που ονομάζεται απεικόνιση κωδικοποιημένου διαφράγματος και πιο πρόσφατα χρησιμοποιείται από τον Los Alamos πάνω στον δορυφόρο High Energy Transient Explorer (HETE).
Στον εξοπλισμό απεικόνισης στο Swift, 54.000 τρύπες σε ένα πάνελ μολύβδου το μέγεθος ενός πλήρους φύλλου κόντρα πλακέ παράγει μια «εικόνα», στην πραγματικότητα χιλιάδες αλληλεπικαλυπτόμενες εικόνες (περίπου 30.000 από αυτές). Το λογισμικό Los Alamos πρέπει να ξεμπλοκάρει αυτές τις αλληλεπικαλυπτόμενες εικόνες και να κάνει μια ισχυρότερη, φωτεινότερη εικόνα από την οποία μπορεί να βρεθεί η ακριβής θέση της έκρηξης ακτίνων γάμμα, ενώ εξαλείφονται γνωστές πηγές και στατιστικές παραλλαγές.
Ο Ντέιβιντ Πάλμερ, αστροφυσικός του Λος Άλαμος με ειδική εμπειρία στην απεικόνιση κωδικοποιημένου διαφράγματος και έξυπνους αλγόριθμους, είναι το βασικό πρόσωπο για σχεδόν όλο το επιστημονικό λογισμικό της ΒΔΤ, περίπου 30.000 γραμμές κώδικα. Για να χειριστεί το λογισμικό τις απαιτούμενες εργασίες απαιτείται ένας μεγάλος αριθμός κώδικα υπολογιστή, με εκατοντάδες αλληλεπιδρώντα στοιχεία. «Χάρη στην κατανόηση ολόκληρης της εικόνας σε όλη την πολυπλοκότητά του, ο Palmer μπόρεσε να αναπτύξει αυτό το επιστημονικό πακέτο» είπε ο Fenimore, «Ο Palmer μάλλον έκανε τη δουλειά 20 ατόμων σε αυτό το έργο».
Για να προετοιμαστεί για τη συνεχιζόμενη εργασία λογισμικού κατά τη διάρκεια της διετούς ζωής του σκάφους, ο Fenimore και η ομάδα του έχουν αναπτύξει πολύπλοκες προσομοιώσεις στο Los Alamos για να αναδημιουργήσουν την πιθανή συμπεριφορά και τις εμπειρίες του οργάνου BAT στο διάστημα. Ο προσομοιωτής επιτρέπει στην ομάδα να εξασκεί την απάντηση σε πιθανά ζητήματα που μπορεί να απαιτούν συντονισμό του λογισμικού. Το λογισμικό έχει σχεδιαστεί με «πολλά κουμπιά» όπως το εκφράζει η Fenimore, για να επιτρέπει στην ομάδα να τροποποιεί συνεχώς το λογισμικό. Μια ειδική πρόκληση για την Palmer ήταν η σχετική ηλικία του υπολογιστή στο σκάφος: είναι ένας υπολογιστής 25 MHz, 100 φορές πιο αργός από τους υπολογιστές που έχουν οι περισσότεροι άνθρωποι στο σπίτι.
Το παρατηρητήριο Swift έχει προγραμματιστεί να ξεκινήσει στις 12:09 μ.μ., EST Τετάρτη, 17 Νοεμβρίου στις, με ένα παράθυρο εκτόξευσης μιας ώρας. Ο δορυφόρος βρίσκεται πάνω σε έναν πύραυλο Boeing Delta II, που εκτοξεύεται από το σταθμό Cape Canaveral Air Force (CCAFS), Fla.
Το Swift είναι μέρος του προγράμματος μεσαίου εξερευνητή της NASA (MIDEX). Το υλικό αναπτύχθηκε από μια διεθνή ομάδα από τις Ηνωμένες Πολιτείες, το Ηνωμένο Βασίλειο και την Ιταλία, με επιπλέον επιστημονική συμμετοχή στη Γαλλία, την Ιαπωνία, τη Γερμανία, τη Δανία, την Ισπανία και τη Νότια Αφρική.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων Los Alamos
