Astronomia wirtualna

Projekt NVO wprowadzi rewolucję w astronomii. Zamiast teleskopu, astronomowie będą korzystać z gigantycznej hurtowni danych.

Projekt NVO wprowadzi rewolucję w astronomii. Zamiast teleskopu, astronomowie będą korzystać z gigantycznej hurtowni danych.

Nadchodzi istotna zmiana paradygmatu w astronomii. W przeszłości obserwacje koncentrowały się wokół pojedynczych obiektów przy ograniczonym spektrum rejestrowanych fal (chociaż oczywiście nie tylko światła widzialnego). Dzisiaj dostępne instrumenty obserwacyjne pozwalają na uzyskiwanie danych o milionach obiektów w postaci obrazów fotometrycznych czy spektroskopowych. Dane te powinny być dostępne w komputerze znajdującym się na biurku astronoma. Następuje radykalna zmiana - astronom nie jest obserwato- rem patrzącym w teleskop. Obserwuje na ekranie monitora obrazy, powstałe dzięki wizualizacji danych zgromadzonych w bazie.

Baza jest zasilana obrazami rejestrowanymi przez nowoczesne teleskopy, które przetwarzają terabajty skatalogowanych danych. Pod koniec bieżącej dekady będą to już petabajty danych o obrazach rejestrowanych w całym obserwowalnym spektrum fal (na ogół ok. 15 zakresów). Z obecnych kilku milionów skatalogowanych galaktyk dojdziemy wkrótce do co najmniej 10 mld.

Dlatego astronomowie dążą do integrowania poszczególnych źródeł danych, co ma pozwolić na powstanie nowej "wielopasmowej" astronomii. Chodzi tu o badania populacyjne galaktyk i obiektów ekstragalaktycznych, detekcję nietypowych obiektów czy powstawanie nowych obszarów badań w dziedzinie astronomii.

W Stanach Zjednoczonych powstał projekt powołania Narodowego Wirtualnego Obserwatorium (National Virtual Obserwatory - NVO). Jeszcze kilka lat temu realizacja takiego przedsięwzięcia byłaby niemożliwa ze względu na ograniczenia techniczne. Takie repozytorium danych astronomicznych to gigantyczna hurtownia danych.

Nauka egalitarna

Niezależnie od wyposażenia danego ośrodka, astronomowie uzyskaliby jednakowy dostęp do danych o tym, co znajduje się w obrazie kosmosu. Obserwacje byłyby prowadzone na zdigitalizowanej reprezentacji obserwowanego obszaru nieboskłonu. W ten oto sposób dokonałaby się demokratyzacja astronomii.

Realizacja tych wizji wymaga rozwiązania wielu niebanalnych zagad- nień technicznych. Trzeba agregować ogromne ilości danych pochodzących z wielu różnych źródeł. Środowisko astronomów jest stosunkowo nieliczne (w porównaniu do innych dziedzin nauki, np. medycyny), co znacznie ułatwi ustalenie standardu gromadzenia danych. Trzeba zacząć to jednak już dzisiaj, bowiem w ciągu kilku najbliższych lat mają się zakończyć prace nad stworzeniem kompleksowego przeglądu poszczególnych obszarów nieba.

Kłopotliwe będzie zapewne stworzenie systemu katalogowania i magazynowania obrazów. Rozdzielczość obrazów jest określona przez przejrzystość atmosfery (ogółem ok. 1 terapiksela), tak więc poszczególne obrazy mają podobną złożoność. Będą pogrupowane w katalogach, z których każdy ma zawierać ok. 100 mln obiektów.

Wdrożenie projektu NVA wymaga wydajnej sieci teletransmisji danych (to zadanie może spełnić realizowany w Stanach Zjednoczonych tzw. Internet 2, oferujący przepustowość 100 Mb/s). Przesyłane będą zbiory (po uwzględnieniu kompresji) o rozmiarach ok. 10 GB.

W planowanej architekturze zakłada się implementację rozproszonej (wirtualnej) hurtowni danych. Dane nie będą gromadzone w centralnym repozytorium, pozostaną one w lokalnych bazach, na które zostanie nałożona informacyjna warstwa metadanych. Z niej będą korzystać serwery zajmujące się obsługą zapytań.

Dla internautów

W założeniach archiwum NVO ma być dostępne przez Internet dla sze- rokiego kręgu odbiorców (nie tylko dla użytkowników z ośrodków naukowo-akademickich). Biorąc pod uwagę ograniczenia wynikające z obecnej przepustowości sieci; nie będzie możliwe pobranie obrazów o pełnej rozdzielczości.

Przewidywany koszt pierwszego etapu realizacji projektu NVO wynosi kilkadziesiąt milionów dolarów. Pierwsza wersja implementacji systemu ma powstać w ciągu 5 lat.


TOP 200