Einer der leistungsfähigsten Supercomputer der Welt
wurde nun vollständig installiert und getestet
an seinem fernen, hochgelegenen Ort
in den Anden im nördlichen Chile.
Dies markiert einen der wichtigsten verbleibenden Meilensteine
zur Vervollständigung von ALMA,
dem Atacama Large Millimeter / submillimeter Array.
Der ALMA Korrelator transformiert ALMAs
viele Antennen zu einem riesigen Teleskop.
Dies ist ESOcast!
Topaktuelle Wissenschaft und das Leben hinter den Kulissen
der ESO, der Europäischen Südsternwarte.
ALMA ist das aufwändigste bodengestützte Teleskop in der Geschichte
und besteht aus einer Anordnung von 66 schalenförmigen Antennen.
Sein Supercomputer oder Korrelator
ist eine Komponente von entscheidender Bedeutung.
Um mit ALMA zu arbeiten müssen die schwachen himmlischen Signale,
die durch jede Antenne gesammelt werden, mit jeder
anderen Antenne kombiniert werden.
Die Korrelator-Prozessoren werden ständig
die Daten von bis zu 64 der Antennen im ALMA-Array kombinieren und vergleichen,
die bis zu 16 Kilometer voneinander entfernt stehen,
und ermöglicht so den Antennen zusammen
als ein einziges, riesiges Teleskop zusammenzuarbeiten.
Die ALMA Korrelator hat über
134 Millionen Prozessoren und führt unglaubliche
17 Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde durch.
Das sind 17 Tausend Millionen Millionen!
Der Korrelator wurde speziell für diese Aufgabe gebaut,
aber die Anzahl der Berechnungen pro Sekunde ist vergleichbar
mit der Leistung der schnellsten für allgemeine Zwecke eingesetzte
Supercomputer in der Welt.
Diese einzigartige Verarbeitungsherausforderung brauchte innovatives Design,
sowohl für die einzelnen Komponenten als auch für die
Architektur des Korrelators.
Der ursprüngliche Entwurf des Korrelator
sowie ihre Konstruktion und Montage
wurde von der US National Radio Astronomy Observatory geleitet,
der nordamerikanische Leitungspartner bei ALMA.
Das Korrelator Projekt wurde von der US National Science Foundation finanziert,
mit Beiträgen von der ESO.
Als europäischer ALMA Partner steuerte die ESO
auch einen zentralen Teil des Korrelators bei:
ein völlig neues, vielseitiges digitales Filtersystem,
konzipiert und gebaut in Europa,
wurde es in das erste NRAO Design integriert.
Die Universität von Bordeaux entwickelte und baute eine Reihe
von 550 hochmodernen digitalen Filter-Leiterplatten für die ESO.
Mit diesen Filtern kann das Licht, das ALMA sieht
in 32-mal mehr Wellenlängenbereichen aufgeteilt werden
als im ersten Entwurf,
und ermöglicht den Astronomen flexibel das Spektrum des Lichts zu untersuchen.
Wie die enormen technischen Herausforderungen beim Aufbau des Korrelators
ist auch die extreme Lage der Anlage ein Faktor.
Der Korrelator ist im
ALMA Betriebsgebäude untergebracht,
das höchstgelegene High-Tech-Gebäude der Welt.
Auf 5000 Meter Höhe ist die Luft dünn, was bedeutet, dass
das Doppelte der normalen Luftströmung notwendig ist, um die Supercomputer zu kühlen.
Die dünne Luft macht es auch unmöglich, rotierende Computerlaufwerke zu verwenden,
da ihre Lese / Schreib-Köpfe auf einem
Luftpolster gleiten um den Crash mit den Speicherplatten zu verhindern.
Außerdem mußte der Korrelator auf Erdbeben ausgelegt sein,
die in dieser Region üblicht sind.
ALMA begann mit wissenschaftlichen Beobachtungen im Jahr 2011
mit einem Teil des Antennenfeldes.
Ein Sektion des Korrelators war bereits im Einsatz
um die Signale von dieser Antennen zu kombinieren,
aber erst jetzt ist das gesamte System fertiggestellt,
und bereit ALMA Beobachtungen mit einer größeren Anzahl von Antennen zu beginnen.
Die erfolgreiche Installation des neuen Supercomputers
markiert einen wichtigen Schritt in Richtung der Fertigstellung von ALMA in der nahen Zukunft.
Durch die Verwendung der beispiellosen Beobachtungsleistung des Antennenfelds
werden Wissenschaftler neue Einsichten in die verborgenen Wunder des Universums gewinnen.
ESOcast wird von der ESO, der Europäischen Südsternwarte www.eso.org produziert
ESO, die Europäischen Südsternwarte, ist die herausragende zwischenstaatliche Organisation für Wissenschaft und Technologie in der Astronomie,
der Planung, dem Bau und dem Betrieb der weltweit fortschrittlichsten bodengebundenen Teleskope.
Gestaltung: ESO; Übersetzung: Sternwarte am Wallgarten, Gifhorn