Преди дори да достигне орбита, най-новият космически телескоп на Китай вече изследва Вселената чрез сложна цифрова репетиция.
Учените прекараха шест години в изграждането на сложна система за симулация, която създава „перфектни за пиксели“ данни, които имитират това, което телескопът ще види на ниво пиксел, за да тестват китайския телескоп за изследване на космическата станция.
Този цифров близнак позволява на изследователите да решават технически проблеми на земята, преди хардуерът да напусне Земята.
CSST е водещ проект за космическата програма на Китай. С 2-метров отвор – отворът, който пропуска светлина – той е проектиран да бъде „супер око“ в небето.
Въпреки че има подобна разделителна способност на космическия телескоп Хъбъл, зрителното му поле е 300 пъти по-голямо, което му позволява да снима много по-големи части от небето наведнъж.
Подробностите за симулационната система бяха публикувани в списанието Research in Astronomy and Astrophysics в сряда.
„Веднъж изстрелян в орбита, поправянето на телескопа ще бъде изключително скъпо. Следователно трябва да елиминираме възможно най-много грешки чрез наземни тестове и софтуерни корекции“, каза Чанг Джин, академик в Китайската академия на науките.
Чанг описва компютърната система като „репетиция“, която осигурява повтарящ се начин за тестване на надеждността на телескопа.
Симулацията е особено важна за основната камера на телескопа, която трябва да оцелее в суровите условия на космоса.
В орбита камерата е изправена пред предизвикателства като неравномерно слънчево нагряване, при което слънчевите лъчи нагряват едната страна на инструмента повече от другата и карат компонентите да се разширяват.
Освен това се бори със структурна деформация, процес, при който промените в гравитацията и температурата могат леко да изкривят рамката на телескопа. Освен това системата трябва да отчете трептенето на изображението, което представлява миниатюрни вибрации, които могат да накарат снимките с висока разделителна способност на телескопа да изглеждат замъглени.
Чрез комбиниране на термични и структурни модели в софтуера, екипът може да предвиди как тези проблеми ще се отразят на изображенията и да коригира дизайна, за да компенсира.
Системата също така симулира как космическите лъчи – високоенергийни частици от дълбокия космос – могат да повредят сензорите на телескопа с течение на времето.
След като започне мисията си, CSST се очаква да изследва 17 500 квадратни градуса от небето – близо 40 процента от целия небосвод – и да открие милиарди галактики.
Това ще създаде огромно количество информация.
Учените очакват да съберат близо 100 петабайта данни – приблизително същото количество място за съхранение на 20 милиона DVD диска. Обработката на толкова много данни с висока точност ще бъде основна пречка за астрономите.
Симулационната система в момента се използва, за да изтласка софтуера за обработка на данни до неговите граници, за да се гарантира, че може да се справи с работното натоварване след стартирането.
„С помощта на код и пиксели, ние сме гравирали звездната светлина на бъдещето върху твърдите дискове предварително“, каза Чанг. „Когато CSST отвори своето „око“, ние ще се впуснем в нова ера на астрономията с големи данни.“
[email protected]
Нашия източник е Българо-Китайска Търговско-промишлена палaта