'Swift', een nieuwe NASA-satelliet, zal naar de hemel gaan op 17 november, ontworpen om gammaflitsen te detecteren en rond te zwaaien om ze op heterdaad te vangen. En de triggersoftware die het vliegende observatorium slim genoeg maakt om dit te doen, komt van het Space Science-team van het Los Alamos National Laboratory.
Gammaflitsen, voor het eerst ontdekt door Los Alamos in de loop van nucleaire non-proliferatiegegevensanalyse, komen willekeurig voor in het hele universum. Het zijn de krachtigste explosies die de mensheid kent, alleen overtroffen door de oerknal. De Burst Alert-telescoop van Swift detecteert en lokaliseert ongeveer twee bursts per week en geeft hun posities in minder dan 15 seconden door aan de grond.
Door de uitbarstingen te bestuderen, krijgen wetenschappers de kans om enkele van de vroegste mysteries van het universum te belichten. "We geloven dat Swift in staat is om gammastraaluitbarstingen terug in de tijd te observeren tot aan de allereerste sterren die ooit zijn gevormd na de oerknal", zegt de Los Alamos-projectwetenschapper Ed Fenimore, een Laboratory Fellow.
De belangrijkste missiedoelstellingen voor Swift zijn om te bepalen wat gammastraaluitbarstingen doet tikken, en misschien nog belangrijker, om te bepalen hoe de uitbarsting evolueert en interageert met de omgeving: de nagloed van de uitbarsting is de enige plek in het universum waar iets 10 keer zo groot is als de aarde beweegt 0.9999 de snelheid van het licht.
Het onderdeel waar Los Alamos het meest nauw bij betrokken is, is de Burst Alert Telescope (BAT), hardware gebouwd en ontwikkeld door Goddard Space Flight Center, onder leiding van Neal Gehrels. De rol van Los Alamos was bij het ontwikkelen van de wetenschappelijke software aan boord van de BAT die, zoals Fenimore zegt, 'in feite Swift vertelt wanneer hij moet wijzen en waar hij moet wijzen'.
De ingebouwde "trigger" -software scant de gegevens van de BAT en bepaalt wanneer een gammastraaluitbarsting aan de gang is. "Hoewel menselijke ogen op de grond dit gemakkelijk kunnen, is het vrij moeilijk om het blindelings op de satelliet te doen," zei Fenimore. “In feite, in eerdere experimenten met gammastraaluitbarstingen, was het gebruikelijk dat negen van de tien triggers vals alarm zijn. Valse alarmen zouden rampzalig zijn, aangezien Swift zichzelf daadwerkelijk zal ombrengen om te proberen de valse bron te observeren. ' Swift draait in de ruimte binnen 70 tot 100 seconden om de vervagende gebeurtenis te bekijken.
De locatie-informatie van de GRB's van Swift wordt ook uitgezonden naar wachtende robottelescopen op de grond. Onder hen is de Los Alamos RAPTOR-telescoop, die binnen 6 seconden overal kan wijzen en de burst kan vastleggen terwijl het nog steeds gebeurt.
Het cruciale tweede deel van de poging in Los Alamos is de software om de gammastraaluitbarsting te lokaliseren, zodat de satelliet precies weet in welke richting hij zijn andere telescopen moet richten. De BAT maakt gebruik van een beeldtechniek die door Los Alamos is ontwikkeld, genaamd gecodeerde-apertuurbeeldvorming, en meest recentelijk werd gebruikt door Los Alamos aan boord van de High Energy Transient Explorer (HETE) -satelliet.
In de beeldverwerkingsapparatuur aan boord van Swift produceren 54.000 gaatjes in een paneel van lood ter grootte van een volledige plaat triplex een 'beeld', in feite duizenden overlappende beelden (ongeveer 30.000 daarvan). De Los Alamos-software moet die overlappende beelden ontcijferen en een sterker, helderder beeld maken waaruit de precieze locatie van de gammastraaluitbarsting kan worden gevonden, terwijl bekende bronnen en statistische variaties worden geëlimineerd.
David Palmer, een astrofysicus uit Los Alamos met een speciale expertise op het gebied van gecodeerde apertuurbeeldvorming en slimme algoritmen, is de sleutelfiguur voor vrijwel alle wetenschappelijke software op BAT, zo'n 30.000 regels code. Voor de software om de vereiste taken uit te voeren, is een enorme hoeveelheid computercode nodig, met honderden interactieve componenten. "Het was dankzij zijn begrip van het hele plaatje in al zijn complexiteit dat Palmer dit wetenschappelijke pakket kon ontwikkelen", zei Fenimore, "Palmer heeft waarschijnlijk het werk van 20 mensen aan dit project gedaan."
Om zich voor te bereiden op het lopende softwarewerk tijdens het tweejarige bestaan van het vaartuig, hebben Fenimore en zijn team in Los Alamos complexe simulaties ontwikkeld om het waarschijnlijke gedrag en de ervaringen van het BAT-instrument in de ruimte na te bootsen. Met de simulator kan het team oefenen met het reageren op potentiële problemen die mogelijk moeten worden aangepast. De software is ontworpen met "veel knoppen" zoals Fenimore het uitdrukt, zodat het team de software continu kan aanpassen. Een speciale uitdaging voor Palmer was de relatieve leeftijd van de computer aan boord van het vaartuig: het is een 25 MHz-computer, 100 keer langzamer dan de computers die de meeste mensen thuis hebben.
Het Swift-observatorium is gepland voor lancering om 12:09 uur, EST woensdag 17 november om, met een lanceringsvenster van een uur. De satelliet is aan boord van een Boeing Delta II-raket, die wordt gelanceerd vanaf Cape Canaveral Air Force Station (CCAFS), Fla.
Swift maakt deel uit van het medium explorer (MIDEX) -programma van NASA. De hardware is ontwikkeld door een internationaal team uit de Verenigde Staten, het Verenigd Koninkrijk en Italië, met aanvullende wetenschappelijke betrokkenheid in Frankrijk, Japan, Duitsland, Denemarken, Spanje en Zuid-Afrika.
Oorspronkelijke bron: Los Alamos-persbericht
