Ελληνες επιστήμονες φέρνουν πιο κοντά το… Big Bang

Την καλύτερη αξιοποίηση όσων κατέγραψε το παρατηρητήριο Planck προσφέρουν με νέα εργαλεία Έλληνες επιστήμονες

Τη στιγμή που η είδηση για την ανακάλυψη νερού σε υγρή μορφή στον πλανήτη Άρη, από την αποστολή της NASA, κάνει τον γύρω του κόσμου, ενώ στην Ελλάδα της κρίσης ελλοχεύει κίνδυνος για παύση της συμμετοχής της χώρας στον 

Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (ESA), μια ομάδα Ελλήνων επιστημόνων έρχεται για άλλη μια φορά να επιβεβαιώσει πως αυτή η χώρα έχει το ανθρώπινο δυναμικό που της επιτρέπει ακόμη να ατενίζει με αισιοδοξία το μέλλον της.

Έλληνες επιστήμονες, που ανήκουν στην ομάδα της Planetek Hellas, ανακοίνωσαν την υπογραφή του μεγαλύτερου ως σήμερα συμβολαίου τους με την ESA, που αφορά την ανάληψη έργου για την υλοποίηση πληροφοριακού συστήματος με στόχο την επεξεργασία, την αρχειοθέτηση και τη διάχυση μέσω του Διαδικτύου του τεράστιου αρχείου δεδομένων του δορυφόρου Planck. «Το Βήμα» μίλησε με τον συνιδρυτή και διευθυντή της Planetek Hellas κ. Στέλιο Μπολλάνο για όλα όσα αφορούν την αποστολή Planck και το έργο που ανέλαβε να υλοποιήσει η ελληνική ομάδα.

Αρχικά δώστε μας μια περιγραφή της αποστολής Planck
Το διαστημικό σκάφος Planck είναι μια αποστολή κοσμολογίας της ESA με σημαντική συμμετοχή της NASA. To Planck είναι ένα διαστημικό παρατηρητήριο ανίχνευσης της έντασης και της πόλωσης των φωτονίων (photon intensity and polarization).

Η αποστολή ξεκίνησε τον Μάιο του 2009 και έφθασε στον προορισμό της σε τροχιά γύρω από το σημείο Lagrange2 (L2), τον Ιούλιο του 2009. Από εκείνη τη θέση διεξήγαγε έρευνες με τα δύο όργανά του, το Οργανο Χαμηλής Συχνότητας (Low Frequency Instrument – LFI) και το Οργανο Υψηλής Συχνότητας (High Frequency Instrument – HFI), με στόχο την παρατήρηση ανισοτροπιών (ιδιότητες που αλλάζουν όταν παρατηρούνται από διαφορετικές κατευθύνσεις) στην κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου (cosmic microwave background). Ο δορυφόρος Planck έστελνε δεδομένα στη Γη ως και τον Οκτώβριο του 2013, οπότε και ο προϋπολογισμός της αποστολής εξαντλήθηκε.

Ποια ήταν τα αποτελέσματα της αποστολής;
Ο Planck, κατά τη διάρκεια της ζωής του σάρωσε τον ουρανό 8 ολόκληρες φορές κάνοντας κάθετες και οριζόντιες περιστροφές γύρω από τον εαυτό του. Η επεξεργασία των δεδομένων Planck είναι πολύ περίπλοκη, πράγμα που οφείλεται εν μέρει στον όγκο των σχετικών δεδομένων αλλά και στο επίπεδο της ακρίβειας που απαιτείται για να εξασφαλιστεί ότι τα τελικά προϊόντα πληρούν τις ανάγκες της επιστημονικής κοινότητας στην εποχή της «κοσμολογίας ακριβείας».

Η ανάλυση των δεδομένων του Planck έχει προσφέρει πολλά όσον αφορά την κατανόηση της προέλευσης του Σύμπαντος, την ακριβή μέτρηση των κοσμολογικών παραμέτρων (π.χ. την ηλικία του Σύμπαντος, τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια).

Τι γίνεται με τα δεδομένα της αποστολής;
Το Ευρωπαϊκό Κέντρο Διαστημικής Αστρονομίας της Μαδρίτης (ESAC – European Space Astronomy Centre) είναι το αρμόδιο κέντρο της ESA για την αρχειοθέτηση και διαχείριση των δεδομένων όλων των επιστημονικών αποστολών της ESA πλην της Παρατήρησης Γης (αρμοδιότητα ESRIN). Οι δραστηριότητες μιας επιστημονικής αποστολής καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα δεξιοτήτων και τη συμμετοχή πολλών φορέων.

Τυπικά οι εργασίες επιστημονικών αποστολών της ESA είναι μια συνεργατική προσπάθεια που περιλαμβάνει διάφορους φορείς οι οποίοι είναι διάσπαρτοι γεωγραφικά. Για κάθε επιστημονική αποστολή η ESA φιλοξενεί μια σειρά από λειτουργικά συστήματα που συνήθως σχετίζονται με τον σχεδιασμό της αποστολής, τη διαχείριση των οργάνων, την επεξεργασία και το κατέβασμα των δεδομένων, αλλά και την παροχή διαφόρων και γενικότερων υπηρεσιών και εργαλείων στους χρήστες από την επιστημονική κοινότητα.

Οι περισσότερες επιστημονικές αποστολές της ESA διαθέτουν επίσης ένα σύστημα αρχειοθέτησης δεδομένων το οποίο βρίσκεται φυσικά στο ESAC, στη Μαδρίτη. Τα συστήματα αυτά συνήθως περιέχουν όλα τα δορυφορικά δεδομένα / προϊόντα που διατίθενται μέχρι σήμερα από την αποστολή (mission) και μέσω μιας διεπαφής χρήστη (User Interface) επιτρέπουν στους χρήστες την περιήγηση, την επιλογή, την επισκόπηση και το κατέβασμα των δεδομένων.

Πολλά από τα συστήματα διαχείρισης δεδομένων των διαφόρων επιστημονικών αποστολών παρέχουν συγκεκριμένες λειτουργίες οι οποίες είναι μοναδικές για την κάθε αποστολή και ονομάζονται Διεπαφές Προστιθέμενης Αξίας (Added Value Interfaces – AVI). Οι AVI αυτές προορίζονται να προσφέρουν στον επιστημονικό χρήστη εξειδικευμένα εργαλεία ανάλογα με το είδος των δεδομένων της κάθε αποστολής, προκειμένου να τον βοηθήσουν να επιλέγει / διαχωρίζει δεδομένα με ίδιες ιδιότητες.

Ενώ η επιχειρησιακή ζωή της αποστολής Planck έχει λήξει, η επιστημονική μελέτη και η ανάλυση του αρχείου των δεδομένων του είναι ακόμη στα σπάργανα και αναμένεται να συνεχιστεί για πολλά χρόνια στο μέλλον. Το αρχείο του Planck φιλοξενείται στο ESAC και μπορεί κάποιος να λάβει περισσότερες πληροφορίες στον σύνδεσμο που έπεται http://www.cosmos.esa.int/web/planck

Σήμερα το αρχείο αυτό του Planck προσφέρει πρόσβαση στα δεδομένα μέσω δύο κύριων μηχανισμών. Πρώτον, μέσω μιας βοηθητικής εφαρμογής Java που επιτρέπει στους χρήστες να αναζητούν και να κατεβάζουν τα δεδομένα με βάση την εισαγωγή ενός συνόλου παραμέτρων επιλογής. Η Διεπαφή Χρήστη της εφαρμογής (και αυτή σε Java) επιτρέπει στον χρήστη να ελέγχει τα δεδομένα και να εκτελεί κάποια περιορισμένη επεξεργασία σε αυτά.

Δεύτερον, μέσω του υποσυστήματος Διαλειτουργικότητας του αρχείου το οποίο επιτρέπει στους χρήστες να έχουν άμεση πρόσβαση στο περιεχόμενό του, χωρίς τη χρήση Java client. Το υποσύστημα αυτό προορίζεται να είναι ένα machine interface στο ίδιο το αρχείο (δηλαδή χωρίς την παρέμβαση του χρήστη να απαιτείται).

Ο κ. Στέλιος Μπολλάνος δηλώνει αισιόδοξος για το μέλλον της Ελληνικής διαστημικής βιομηχανίας

Τι θα προσφέρει η Planetek Hellas;
Η Planetek Hellas μέσω του νέου συμβολαίου καλείται να διευρύνει τις λειτουργίες που οι επιστήμονες ανά τον κόσμο μπορούν να κάνουν απομακρυσμένα στο αρχείο του Planck. Η Planetek Hellas λοιπόν έχει αναλάβει τη δημιουργία έξι νέων Διεπαφών Προστιθέμενης Αξίας οι οποίες αποσκοπούν στη δυνατότητα απομακρυσμένης διεκπεραίωσης των παρακάτω επιστημονικών λειτουργιών / διεργασιών:

• Map Cut-out – Περικοπή χάρτη

• Colour Correction – Διόρθωση χρώματος

• Map-making – Δημιουργία χάρτη

• Unit Conversion – Μετατροπές μονάδων

• Planck Sky Model – Μοντέλο ουρανού Planck

• Component separation – Διαχωρισμό συνιστωσών

«Οι παραπάνω Διεπαφές Προστιθέμενης Αξίας (AVI) θα ολοκληρωθούν από την Planetek Hellas με τα υπάρχοντα διαδικτυακά συστήματα της ESA, μέσω της ανάπτυξης ενός νέου υποσυστήματος.

Ο αρχιτεκτονικός σχεδιασμός του υποσυστήματος αυτού το καθιστά ένα κατανεμημένο (distributed) πληροφοριακό σύστημα αποτελούμενο από πολλαπλά στοιχεία λογισμικού (components) τα οποία λειτουργούν από κοινού ώστε να εξυπηρετούνται οι αιτήσεις των χρηστών (serving requests) για την παροχή των επιπρόσθετων λειτουργιών στα υπάρχοντα δεδομένα της αποστολής Planck.

Ο παραπάνω σχεδιασμός αποσκοπεί σε ένα σύστημα εύκολα επεκτάσιμο, για την περίπτωση που θα θέλαμε να παρέχουμε επιπλέον λειτουργίες, το οποίο να αντεπεξέρχεται σε υπολογισμούς που απαιτούν μεγάλη υπολογιστική ισχύ.

Ο σέρβερ του υποσυστήματος λειτουργεί σύγχρονα ή ασύγχρονα – για απαιτητικές και χρονοβόρες εργασίες οι οποίες υποβάλλονται από τους χρήστες και εκτελούνται στο παρασκήνιο (executed in the background)» ανέφερε στο «Βήμα» η Μαρία Ιερωνυμάκη, Senior Software Engineer στην Planetek Hellas.

Πηγή: Το Βήμα science