"Swift", ein neuer NASA-Satellit, wird am 17. November in den Himmel fliegen, um Gammastrahlenausbrüche zu erkennen und herumzuschlagen, um sie auf frischer Tat zu ertappen. Und die Triggersoftware, die das fliegende Observatorium dazu intelligent genug macht, stammt vom Space Science-Team des Los Alamos National Laboratory.
Gammastrahlenexplosionen, die Los Alamos erstmals im Rahmen der Analyse von Daten zur Nichtverbreitung von Kernwaffen entdeckt hat, treten im gesamten Universum zufällig auf. Sie sind die stärksten Explosionen, die der Menschheit bekannt sind und nur vom Urknall übertroffen werden. Das Burst Alert Telescope von Swift erkennt und lokalisiert ungefähr zwei Bursts pro Woche und leitet ihre Positionen in weniger als 15 Sekunden auf den Boden.
Durch die Untersuchung der Ausbrüche haben Wissenschaftler die Möglichkeit, einige der frühesten Geheimnisse des Universums zu beleuchten. "Wir glauben, dass Swift in der Lage ist, Gammastrahlenausbrüche bis zu den ersten Sternen zu beobachten, die sich jemals nach dem Urknall gebildet haben", sagte der leitende Los Alamos-Projektwissenschaftler Ed Fenimore, ein Labormitglied.
Die Hauptziele der Mission von Swift sind die Bestimmung, wie Gammastrahlen-Bursts ticken, und vielleicht noch wichtiger, wie sich der Burst entwickelt und mit der Umgebung interagiert: Das Nachleuchten des Bursts ist der einzige Ort im Universum, an dem etwas zehnmal so groß ist Die Erde bewegt sich um 0,9999 Lichtgeschwindigkeit.
Die Komponente, an der Los Alamos am engsten beteiligt ist, ist das Burst Alert Telescope (BAT), eine Hardware, die vom Goddard Space Flight Center unter der Leitung von Neal Gehrels gebaut und entwickelt wurde. Die Rolle von Los Alamos bestand in der Entwicklung der wissenschaftlichen Software von BAT an Bord, die, wie Fenimore sagt, "Swift im Grunde sagt, wann und wo er zeigen soll".
Die integrierte "Trigger" -Software scannt die Daten von der BVT und ermittelt, wann ein Gammastrahlen-Burst ausgeführt wird. "Obwohl menschliche Augen am Boden dies leicht tun können, ist es ziemlich schwierig, es blind auf dem Satelliten zu tun", sagte Fenimore. „In früheren Gammastrahlen-Burst-Experimenten war es üblich, dass neun von zehn Auslösern Fehlalarme sind. Fehlalarme wären katastrophal, da Swift sich tatsächlich herumtreibt, um zu versuchen, die falsche Quelle zu beobachten. “ Swift dreht sich innerhalb von 70 bis 100 Sekunden im Raum, um das Fading-Ereignis anzuzeigen.
Die Standortinformationen der GRB von Swift werden auch an wartende Roboterteleskope am Boden gesendet. Darunter befindet sich das Los Alamos RAPTOR-Teleskop, das innerhalb von 6 Sekunden überall hin zeigen und den Burst erfassen kann, während er noch läuft.
Der entscheidende zweite Teil der Bemühungen von Los Alamos ist die Software zur Lokalisierung des Gammastrahlenausbruchs, damit der Satellit genau weiß, in welche Richtung er seine anderen Teleskope ausrichten soll. Die BVT verwendet eine von Los Alamos entwickelte Bildgebungstechnik, die als Bildgebung mit codierter Apertur bezeichnet wird und zuletzt von Los Alamos an Bord des Satelliten High Energy Transient Explorer (HETE) verwendet wird.
In den Bildgebungsgeräten an Bord von Swift erzeugen 54.000 Nadellöcher in einer Bleiplatte von der Größe einer vollständigen Sperrholzplatte ein „Bild“, tatsächlich Tausende von überlappenden Bildern (ungefähr 30.000 davon). Die Los Alamos-Software muss diese überlappenden Bilder entschlüsseln und ein stärkeres, helleres Bild erstellen, aus dem der genaue Ort des Gammastrahlen-Bursts ermittelt werden kann, während bekannte Quellen und statistische Abweichungen beseitigt werden.
David Palmer, ein Astrophysiker aus Los Alamos mit einer besonderen Expertise in der Bildgebung mit codierter Apertur und cleveren Algorithmen, ist die Schlüsselperson für praktisch die gesamte wissenschaftliche Software auf BAT, etwa 30.000 Codezeilen. Damit die Software die erforderlichen Aufgaben erledigen kann, ist eine große Menge an Computercode mit Hunderten von interagierenden Komponenten erforderlich. "Dank seines Verständnisses des gesamten Bildes in seiner ganzen Komplexität konnte Palmer dieses wissenschaftliche Paket entwickeln", sagte Fenimore. "Palmer hat wahrscheinlich die Arbeit von 20 Personen an diesem Projekt geleistet."
Um sich auf die laufende Software-Arbeit während des zweijährigen Lebens des Fahrzeugs vorzubereiten, haben Fenimore und sein Team in Los Alamos komplexe Simulationen entwickelt, um das wahrscheinliche Verhalten und die Erfahrungen des BAT-Instruments im Weltraum nachzubilden. Mit dem Simulator kann das Team üben, auf potenzielle Probleme zu reagieren, die möglicherweise eine Optimierung der Software erfordern. Die Software wurde mit „vielen Knöpfen“ entwickelt, wie Fenimore es ausdrückt, damit das Team die Software kontinuierlich optimieren kann. Eine besondere Herausforderung für Palmer war das relative Alter des Computers an Bord des Fahrzeugs: Es handelt sich um einen 25-MHz-Computer, der 100-mal langsamer ist als die Computer, die die meisten Menschen zu Hause haben.
Der Start des Swift-Observatoriums ist für Mittwoch, den 17. November, um 12:09 Uhr EST geplant, mit einem einstündigen Startfenster. Der Satellit befindet sich an Bord einer Boeing Delta II-Rakete, die von der Cape Canaveral Air Force Station (CCAFS) in Florida aus startet.
Swift ist Teil des Medium Explorer (MIDEX) -Programms der NASA. Die Hardware wurde von einem internationalen Team aus den USA, Großbritannien und Italien mit zusätzlichem wissenschaftlichen Engagement in Frankreich, Japan, Deutschland, Dänemark, Spanien und Südafrika entwickelt.
Ursprüngliche Quelle: Los Alamos Pressemitteilung
