Supercomputador do ALMA já está pronto

26/12/12 - O ALMA (telescópio astronômico composto por uma rede de 66 antenas parabólicas) já possui o seu supercomputador com 134 milhões de processadores.

         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 do Chile. 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, o correlacionador tem que executar 17 quatrilhões de cálculos por segundo. 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.

         "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, na França. 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 5.000 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 já estava sendo 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.

Fonte: ESO