ARLA/CLUSTER: O Radio Telescópio terrestre mais complexo da história será inaugurado em Março de 2013

[João Costa > CT1FBF]

Supercomputador do ALMA instalado e a postos

Um dos mais poderosos supercomputadores do mundo encontra-se
completamente instalado e testado a elevada altitude (5000m), num
local remoto dos Andes do norte chileno. É o atingir de um dos marcos
mais importantes relativos à conclusão do Atacama Large
Millimeter/submillimeter Array (ALMA), o radio telescópio terrestre
mais complexo da história. O ALMA está quase pronto e será inaugurado
em Março de 2013.

O correlador especializado, um componente essencial do ALMA, tem mais
de 134 milhões de processadores e executa até 17 milhares de biliões
de operações por segundo, uma velocidade apenas comparável ao
supercomputador mais rápido de uso geral que existe em funcionamento
actualmente.

O radio telescópio astronómico é composto por uma rede de 66 antenas
parabólicas. Os 134 milhões de processadores combinam e comparam
continuamente os ténues sinais celestes recebidos pelas antenas da
rede ALMA, separadas entre si de distâncias que vão até aos 16
quilómetros, permitindo que as antenas trabalhem em conjunto como se
de um único radio telescópio gigante se tratassem.

A informação recolhida por cada antena tem que ser combinada com a
informação de todas as outras. Na sua capacidade máxima de 64 antenas,
o correlador tem que executar 17 milhares de biliões de cálculos por
segundo e que foi construído especificamente para esta tarefa, mas o
número de cálculos por segundo é comparável ao desempenho dos mais
rápidos supercomputadores de uso geral que existem actualmente.

Correlador tem mais de 134 milhões de processadores

"Este desafio informático único pedia um design inovador, tanto no que
respeita aos componentes individuais como relativamente à arquitectura
geral do correlador," segundo Wolfgang Wild, director de projecto
europeu do ALMA , do Observatório Sul Europeu (ESO).

O design inicial do correlador, assim como a sua construção e
instalação, foi liderado pelo National Radio Astronomy Observatory
(NRAO, Observatório Nacional de Rádio Astronomia dos Estados Unidos),
o principal parceiro norte-americano no ALMA. O projecto foi
financiado pela National Science Foundation (Fundação Nacional
Científica) dos EU, com o ESO.

"A construção e instalação do correlador foi o atingir de um enorme
marco no culminar da participação da América do Norte no projecto
internacional de construção do ALMA," disse Mark McKinnon, o director
de projecto norte-americano do ALMA, do NRAO. "Os desafios técnicos
foram enormes, mas a nossa equipa soube superá-los", acrescentou.

550 quadros de circuitos de filtros digitais

O correlador é um sistema versátil completamente novo de filtro
digital, concebido na Europa e incorporado no design inicial do NRAO.
Um conjunto de 550 quadros de circuitos de filtros digitais de
vanguarda foi concebido. Com estes filtros, a radiação que o ALMA
recolhe pode ser separada em 32 vezes mais intervalos de comprimentos
de onda do que no design original, e cada um destes intervalos pode
ser muito bem calibrado.

"Esta enorme flexibilidade é fantástica; permite-nos cortar o espectro
de radiação que o ALMA vê e concentrarmo-nos nos comprimentos de onda
precisos que são necessários para determinada observação, seja ela
mapear as moléculas de gás numa nuvem de formação estelar ou procurar
algumas das galáxias mais distantes do Universo," disse Alain Baudry,
da Universidade de Bordeaux, o líder da equipa europeia do correlador
ALMA.

Outro desafio foi o local extremo. O correlador encontra-se alojado no
edifício técnico do local de operações da Rede ALMA (AOS), local com a
mais alta tecnologia e que se situa a uma maior altitude. A 5000
metros o ar é rarefeito e, por isso, precisa-se do dobro do fluxo
normal de ar para refrigerar a máquina, que consome cerca de 140
kilowatts de potência. Com este ar não se podem usar unidades de disco
com sistemas giratórios para os computadores, uma vez que as cabeças
de read/write precisam de uma almofada de ar, que impede que choquem
com os seus suportes. Adicionalmente, a actividade sísmica é comum e
por isso o correlador teve que ser desenhado de modo a suportar as
vibrações associadas aos tremores de Terra.

O ALMA começou as observações científicas em 2011, com uma rede
parcial de antenas. Uma parte do correlador estava já a ser utilizada
para combinar os sinais vindos da rede parcial, mas agora o sistema
completo encontra-se pronto. O correlador está pronto para o ALMA
começar a operar com um maior número de antenas, o que aumentará a
sensibilidade e a qualidade de imagem das observações.

Fonte: Ciência Hoje