Breaking News

Breaking

Post Top Ad

Your Ad Spot

Thursday, March 10, 2022

استكشاف نظام الحصول على البيانات العملاق لمرصد روبين

نظام الحصول على البيانات العملاق لمرصد روبن

الائتمان: جريج ستيوارت / مختبر المسرع الوطني SLAC

عندما مرصد فيرا سي روبين تبدأ في التقاط صور للسماء ليلاً في غضون بضع سنوات ، وستنتج كاميرا الاستقصاء التراثي التي تبلغ مساحتها 3200 ميجابكسل للكاميرا التي تبلغ مساحتها 3200 ميجابكسل مجموعة هائلة من البيانات القيمة للجميع من علماء الكونيات إلى الأشخاص الذين يتتبعون الكويكبات التي قد تصطدم بالأرض.

ربما تكون قد قرأت بالفعل عن كيفية قيام تلسكوب سيموني للمسح التابع لمرصد روبن بجمع الضوء من الكون وتسليطه على كاميرا LSST التابعة لوزارة الطاقة ، وكيف سيدير ​​الباحثون البيانات التي تأتي من الكاميرا ، والأشياء التي لا تعد ولا تحصى التي سيحاولونها للتعرف على الكون من حولنا.

ما لم تقرأه على الأرجح هو كيف سيحصل الباحثون على هذا الجبل من الصور التفصيلية بشكل لا يصدق من الجزء الخلفي من أكبر كاميرا رقمية في العالم ، عبر كابلات الألياف الضوئية وإلى أجهزة الكمبيوتر التي سترسلها من سيرو باشون في تشيلي إلى الخارج. العالمية.

جريج ثاير ، العالم في مختبر التسريع الوطني SLAC التابع لوزارة الطاقة الأمريكية ، هو الشخص المسؤول عن نظام روبن للحصول على البيانات ، والذي يتولى هذه العملية الأساسية. هنا ، يرشدنا عبر بعض الخطوات الأساسية.

يبدأ نظام الحصول على البيانات في الجزء الخلفي من ملف ، وهو مركب من 189 مستشعرًا رقميًا يستخدم لالتقاط صور للسماء الليلية ، بالإضافة إلى العديد من المستشعرات الأخرى المستخدمة في محاذاة الكاميرا عند التقاط الصور. 71 لوحة دائرة تزيل البكسلات الخام من المستشعرات وتجهزها للخطوة التالية.

نظام الحصول على البيانات العملاق لمرصد روبن

الائتمان: جريج ستيوارت / مختبر المسرع الوطني SLAC

في هذه المرحلة ، يجب أن يحدث شيئان. أولاً ، تحتاج البيانات للخروج من ، فراغ عالي ، ودرجة حرارة منخفضة ، كما يقول ثاير ، تجويف “معبأ” يحتوي على المستوى البؤري والإلكترونيات المحيطة. ثانيًا ، يجب تحويل البيانات إلى إشارات ضوئية للألياف التي تنتقل إلى قاعدة الكاميرا.

نظرًا لوجود مساحة صغيرة جدًا داخل ناظم البرد ، قرر ثاير وفريقه الجمع بين الخطوات: تدخل الإشارات الكهربائية أولاً لوحات الدوائر التي تخترق الجزء الخلفي من ناظم البرد. تقوم لوحات الدوائر هذه بتحويل البيانات إلى إشارات ضوئية يتم تغذيتها خارج ناظم البرد.

لماذا الألياف البصرية؟ تتلاشى البيانات بشكل حتمي وتتحول إلى ضوضاء إذا ذهبت بعيدًا بما يكفي على طول كبل إشارة ، ويجب أن يكون الكابل هنا طويلًا – حوالي 150 مترًا ، أو 500 قدمًا – لجعله من أعلى التلسكوب إلى القاعدة. تتفاقم المشكلة من خلال معدل بيانات يبلغ ثلاثة جيجابت في الثانية ، أي أسرع بنحو مائة مرة من الإنترنت القياسي ؛ طاقة منخفضة عند المصدر لتقليل الحرارة بالقرب من مستشعرات الكاميرا الرقمية ؛ والقيود الميكانيكية ، مثل الانحناءات الضيقة ، التي تتطلب وصلات كبلية حيث يتم فقد المزيد من الإشارة. يقول ثاير إن الأسلاك النحاسية المصممة للإشارات الكهربائية ، لا يمكنها نقل البيانات بالسرعة الكافية عبر المسافات المطلوبة ، وحتى لو أمكن ، فهي كبيرة وثقيلة جدًا بحيث لا تلبي المتطلبات الميكانيكية للنظام.

بمجرد أن تنزل الإشارة من الكاميرا ، فإنها تغذي 14 لوحة كمبيوتر تم تطويرها في SLAC كجزء من نظام الحصول على البيانات للأغراض العامة. تم تجهيز كل لوحة بثماني وحدات معالجة مدمجة ومفاتيح إيثرنت 10 جيجابت في الثانية التي تربط الألواح ببعضها البعض. (تقوم كل لوحة أيضًا بتحويل الإشارات الضوئية إلى إشارات كهربائية.) قامت ثلاثة من هذه اللوحات بقراءة البيانات من الكاميرا وإعدادها لإرسالها إلى أسفل الجبل وإخراجها إلى منشأة البيانات الأمريكية في SLAC وأخرى في أوروبا. يقول ثاير إن ثلاثة آخرين يحاكيون الكاميرا نفسها — يسمحون أساسًا للباحثين العاملين في المشروع بالتدرب على أخذ البيانات وإجراء التشخيصات وما إلى ذلك عندما تكون الكاميرا نفسها غير متوفرة.

تخدم الألواح الثمانية الأخيرة غرضًا حاسمًا ولكن يمكن التغاضي عنه بسهولة. يقول ثاير: “هناك كابل ينزل من الجبل من القمة إلى لاسيرينا ، حيث يمكنه الاتصال بشبكة المسافات الطويلة إلى مرافق البيانات الأمريكية والأوروبية”. “إذا تم قطع هذا الكابل لأي سبب من الأسباب ، فيمكننا تخزين ما يصل إلى ثلاثة أيام من البيانات للسماح للتلسكوب بمواصلة العمل أثناء الإصلاح.”

من قاعدة التلسكوب ، هناك تلك المحطة الأخيرة أسفل الجبل ، ثم اكتمل الحصول على البيانات. حان الوقت لتخرج البيانات إلى العالم.


كاميرا واحدة رائعة — تم الانتهاء من تجميع ناظم البرد الخاص بـ LSST


الاقتباس: استكشاف نظام الحصول على البيانات العملاق لمرصد روبن (2022 ، 10 مارس) تم استرداده في 10 مارس 2022 من https://phys.org/news/2022-03-exploring-rubin-observatory-giant-acquisition.html

هذا المستند عرضة للحقوق التأليف والنشر. بصرف النظر عن أي تعامل عادل لغرض الدراسة أو البحث الخاص ، لا يجوز إعادة إنتاج أي جزء دون إذن كتابي. يتم توفير المحتوى لأغراض إعلامية فقط.

No comments:

Post a Comment

Powered by Blogger.

Search This Blog

Post Top Ad