"Swift", novi NASA-in satelit, uputit će se u nebesa 17. studenog osmišljen kako bi otkrio rakete gama zraka i bičevao ih oko sebe kako bi ih uhvatio u djelu. A softver okidača koji leteći opservatorij čini dovoljno pametnim za to dolazi iz svemirskog tima iz Nacionalnog laboratorija u Los Alamosu.
Eksplozije gama zraka, koje je Los Alamos prvi otkrio tijekom analize podataka o neširenju nuklearne energije, događaju se nasumično u cijelom svemiru. Oni su najmoćnije eksplozije poznate čovječanstvu, koje je nadmašio samo Veliki prasak. Teleskop za uzbunu brzog otkrivanja otkrit će i locirati oko dva praska tjedno i prenijeti njihove položaje na zemlju u manje od 15 sekundi.
Proučavajući rafale, znanstvenici imaju priliku rasvijetliti neke od najranijih misterija svemira. "Vjerujemo da je Swift sposoban promatrati pražnjenja gama zraka kroz vrijeme do prvih zvijezda koje su ikada nastale nakon Velikog praska", rekao je Ed Fenimore, znanstveni suradnik u Los Alamosu.
Glavni ciljevi misije Swifta su utvrditi što čini gama-zračenje pukotinama i, što je još važnije, odrediti kako se prasak razvija i interaktivno djeluje s okolinom: Poslijepoljni prasak je jedino mjesto u svemiru gdje nešto 10 puta veće od Zemlja se kreće 0,9999 brzinom svjetlosti.
Komponenta s kojom je Los Alamos najintimnije uključen je teleskop upozorenja (Burst Alert Telescope, BAT), hardver koji je izgradio i razvio Goddard Center za svemirske letove, pod vodstvom Neala Gehrelsa. Uloga Los Alamosa bila je u razvoju BAT-ovog ugrađenog znanstvenog softvera koji, kako Fenimore kaže, "u osnovi govori Swiftu kada treba istaknuti, a gdje to pokazati".
Ugrađeni softver "okidača" skenira podatke s BAT-a i utvrđuje kada je u tijeku gama zračenje. "Iako ljudske oči na terenu to lako mogu učiniti, to je jednostavno činiti slijepo na satelitu", rekao je Fenimore. "Zapravo, u prošlim pokusima praska gama zraka uobičajeno je da su devet od 10 okidača bili lažni alarmi. Lažni alarmi bili bi pogubni jer se Swift zapravo potukao uokolo pokušavajući primijetiti lažni izvor. " Swift se okreće u prostoru u roku od 70 do 100 sekundi da biste vidjeli događaj koji blijedi.
Podaci o lokaciji GRB-a iz Swifta također će se emitirati na robotizirane teleskope koji čekaju na terenu. Među njima je i teleskop Los Alamos RAPTOR, koji može usmjeriti bilo gdje u roku od 6 sekundi i zabilježiti rafal dok se to još uvijek događa.
Kritični drugi dio nastojanja u Los Alamosu je softver za pronalaženje gama-zraka kako satelit točno zna u kojem smjeru bi trebao usmjeriti svoje ostale teleskope. BAT koristi tehniku snimanja koju je pokrenuo Los Alamos i naziva se kodiranim otvorom blende, a posljednji put koristi je Los Alamos na satelitu High Energy Transient Explorer (HETE).
U opremi za obradu slika na Swiftu 54.000 otvora na ploči od olova veličine čitavog lista šperploče stvaraju "sliku", zapravo tisuće preklapajućih slika (otprilike 30.000 njih). Softver Los Alamos mora ukloniti one preklapajuće slike i napraviti jednu jaču i svjetliju sliku iz koje se može pronaći precizno mjesto pucanja gama zraka, uklanjajući poznate izvore i statističke varijacije.
David Palmer, astrofizičar iz Los Alamosa, koji ima posebnu ekspertizu u slikanju kodiranim otvorom blende i pametnim algoritmima, ključna je osoba za gotovo sav znanstveni softver o BAT-u, oko 30 000 redaka koda. Za softver koji može obaviti potrebne zadatke potrebna je velika količina računalnog koda, sa stotinama interaktivnih komponenti. "Zahvaljujući svom shvaćanju cijele slike u svoj svojoj složenosti, Palmer je uspio razviti ovaj znanstveni paket", rekao je Fenimore, "Palmer je vjerojatno radio 20 ljudi na ovom projektu."
Kako bi se pripremili za tekući rad na softveru tijekom dvogodišnjeg života plovila, Fenimore i njegov tim razvili su složene simulacije u Los Alamosu kako bi ponovno stvorili vjerovatno ponašanje i iskustva BAT instrumenta u svemiru. Simulator omogućava timu da vježba odgovor na potencijalne probleme koji mogu zahtijevati podešavanje softvera. Softver je dizajniran s "puno tipki", kako Fenimore to izražava, kako bi omogućio timu da kontinuirano podešava softver. Poseban izazov Palmeru bila je relativna dob računala na brodu: to je računalo od 25 MHz, sto puta sporije od računala koje većina ljudi ima kod kuće.
Planirano je pokretanje opservatorija Swift u 12:09 sati, EST u srijedu, 17. studenog u, s jednosatnim probnim satom. Satelit je na raketi Boeing Delta II, koja se lansira iz zrakoplovne postaje Cape Canaveral (CCAFS), Fla.
Swift je dio NASA-inog srednjeg istraživačkog programa (MIDEX). Hardver je razvio međunarodni tim iz Sjedinjenih Država, Velike Britanije i Italije, uz dodatno znanstveno sudjelovanje u Francuskoj, Japanu, Njemačkoj, Danskoj, Španjolskoj i Južnoj Africi.
Izvorni izvor: Los Alamos News Release
