eso1253pt-br — Nota de imprensa institucional

Supercomputador situado à altitude mais elevada está a postos

Correlacionador ALMA transforma muitas antenas num único telescópio gigante

21 de Dezembro de 2012

Um dos mais poderosos supercomputadores do mundo encontra-se completamente instalado e testado a elevada altitude, já que se encontra situado num local remoto dos Andes do norte chileno. É um dos marcos mais importantes em direção à conclusão do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), o telescópio terrestre mais complexo da história. O correlacionador especializado do ALMA tem mais de 134 milhões de processadores e executa até 17 quatrilhões de operações por segundo, uma velocidade apenas comparável ao supercomputador mais rápido de uso geral que existe em funcionamento atualmente.

O correlacionador é um componente essencial do ALMA, um telescópio astronômico composto por uma rede de 66 antenas parabólicas. Os 134 milhões de processadores combinam e comparam continuamente os tênues sinais celestes recebidos pelas antenas da rede ALMA, separadas entre si por distâncias que chegam até 16 quilômetros, permitindo que as antenas trabalhem em conjunto como se fossem um único telescópio gigante. A informação coletada por cada antena tem que ser combinada com a informação de todas as outras. Na sua capacidade máxima de 64 antenas [1], o correlacionador tem que executar 17 quatrilhões de cálculos por segundo [2]. O correlacionador 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 atualmente [3].

"Este desafio informático único pedia um design inovador, tanto no que diz respeito aos componentes individuais como relativamente à arquitetura geral do correlacionador", diz Wolfgang Wild, Diretor de Projeto europeu do ALMA e membro do ESO.

O design inicial do correlacionador, 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 projeto do correlacionador foi financiado pela National Science Foundation (Fundação Nacional Científica) dos EUA, com participações do ESO.

"A construção e instalação do correlacionador foi um enorme marco na direção da conclusão da participação da América do Norte no projeto internacional de construção do ALMA", disse Mark McKinnon, o Diretor de Projeto norte americano do ALMA, do NRAO. "Os desafios técnicos foram enormes, mas a nossa equipe soube superá-los", acrescentou.

Como parceiro europeu no ALMA, o ESO forneceu também uma parte fundamental do correlacionador: um sistema versátil completamente novo de filtro digital, concebido na Europa, foi incorporado no design inicial do NRAO. Um conjunto de 550 quadros de circuitos de filtros digitais de vanguarda foi concebido e construído para o ESO pela Universidade de Bordeaux [4], na França [4]. Com estes filtros, a radiação que o ALMA coleta 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 correlacionador ALMA.

Outro desafio foi o local extremo. O correlacionador encontra-se alojado no Edifício Técnico do Local de Operações da Rede ALMA (AOS, sigla do inglês), o edifício de alta tecnologia do mundo inteiro que se situa a maior altitude. A 5000 metros o ar é rarefeito e por isso é necessário o dobro do fluxo normal de ar para refrigerar a máquina, que consome cerca de 140 kilowatts de potência. Neste ar rarefeito, as unidades de disco com sistemas giratórios para os computadores não podem ser utilizadas, uma vez que as cabeças de leitura e escrita precisam de uma almofada de ar que impede que se choquem com os seus suportes. Além disso, a atividade sísmica é comum e por isso o correlacionador 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 correlacionador estava já a ser utilizada para combinar os sinais vindos da rede parcial, mas agora o sistema completo encontra-se pronto. O correlacionador 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.

O ALMA está quase pronto e será inaugurado em março de 2013. 

Notas

[1] O correlacionador ALMA é um dos dois sistemas deste tipo existentes no complexo ALMA. A rede total de 66 antenas ALMA é composta por uma rede principal de 50 antenas (metade fornecidas pelo ESO e metade pelo NRAO) e uma rede adicional complementar de 16 antenas chamada Atacama Compact Array (ACA), que foi fornecida pelo Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ). Um segundo correlacionador, construído pela empresa Fujitsu e entregue pelo NAOJ, faz a correlação das 16 antenas do ACA independentemente, exceto nos casos em que antenas ACA selecionadas se combinam com as 50 antenas da rede principal, que se encontram mais dispersas umas das outras.

[2] 17 quatrilhões são 17 000 000 000 000 000.

[3] O detentor do recorde na lista do Top 500 de supercomputadores de uso geral é o Titan, da empresa Cray Inc., no qual se mediu 17,59 quatrilhões de operações por segundo. Note que o correlacionador do ALMA é um supercomputador com uma tarefa bem determinada e por isso não pode ser considerado nesta lista.

[4] Este trabalho foi a continuação de um trabalho sobre novos conceitos para o correlacionador, feito pela Universidade de Bordeaux, num consórcio que também envolveu o ASTRON, na Holanda e o Observatório de Arcetri, na Itália.

Mais Informações

O ALMA, uma infraestrutura astronômica internacional, é uma parceria entre a Europa, a América do Norte e o Leste Asiático, em cooperação com a República do Chile. A construção e operação do ALMA é coordenada pelo ESO, em prol da Europa, pelo Observatório Nacional de Rádio Astronomia (NRAO), em prol da América do Norte e pelo Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ), em prol do Leste Asiático. O Joint ALMA Observatory (JAO) fornece uma liderança e direção unificadas na construção, comissionamento e operação do ALMA.

O ano de 2012 marca o quinquagésimo aniversário da fundação do Observatório Europeu do Sul (ESO). O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a pesquisa em astronomia e é o observatório astronômico mais produtivo do mundo. O ESO é  financiado por 15 países: Alemanha, Áustria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Itália, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e funcionamento de observatórios astronômicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrônomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação nas pesquisas astronômicas. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta, no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope, o observatório astronômico óptico mais avançado do mundo e dois telescópios de rastreio. O VISTA, o maior telescópio de rastreio do mundo que trabalha no infravermelho e o VLT Survey Telescope, o maior telescópio concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é o parceiro europeu do revolucionário telescópio  ALMA, o maior projeto astronômico que existe atualmente. O ESO está planejando o European Extremely Large Telescope, E-ELT, um telescópio de 39 metros que observará na banda do visível e infravermelho próximo. O E-ELT será “o maior olho no céu do mundo”.

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Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux, Université Bordeaux
Floirac, France
Tel.: +33 5 57 77 61 62
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Garching bei München, Germany

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National Radio Astronomy Observatory (NRAO)
Charlottesville, USA
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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1253, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contato local para a imprensa. O representante brasileiro é Gustavo Rojas, da Universidade Federal de São Carlos. A nota de imprensa foi traduzida por Margarida Serote (Portugal) e adaptada para o português brasileiro por Gustavo Rojas.

Sobre a nota de imprensa

No. da notícia:eso1253pt-br
Nome:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Tipo:• Unspecified : Technology : Observatory : Facility
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array

Imagens

Vista de grande angular do correlacionador do ALMA
Vista de grande angular do correlacionador do ALMA
Um técnico trabalhando no correlacionador ALMA a uma altitude de 5000 metros
Um técnico trabalhando no correlacionador ALMA a uma altitude de 5000 metros
Luzes a brilhar no correlacionador ALMA
Luzes a brilhar no correlacionador ALMA
O Edifício Técnico do AOS
O Edifício Técnico do AOS
Quadros de circuitos de filtros digitais de vanguarda para o correlacionador ALMA
Quadros de circuitos de filtros digitais de vanguarda para o correlacionador ALMA
Os cabos do correlacionador ALMA
Os cabos do correlacionador ALMA
Verificando a eletrônica do correlacionador ALMA a 5000 metros de altitude
Verificando a eletrônica do correlacionador ALMA a 5000 metros de altitude

Vídeos

ESOcast 51: Supercomputador situado à altitude mais elevada está a postos
ESOcast 51: Supercomputador situado à altitude mais elevada está a postos

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