طراحی بزرگ‌ترین تلسکوپ دنیا به پایان رسید

کنسرسیوم پروژه آرایه کیلومتر مربعی (SKA) که به رهبری سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی همسود استرالیا (CSIRO) و با کمک شرکت Aurecon به فعالیت می‌پردازند، اعلام کرد که طراحی زیرساخت محلی بزرگ‌ترین رادیو تلسکوپ دنیا را به پایان رسانده است.

این تیم که از مهندسان و دانشمندان استرالیایی تشکیل شده، همه چیز از مراکز و ساختمان‌های ابرپردازشی، سایت‌های نظارتی و جاده‌ها گرفته تا سیستم توزیع نیرو و اطلاعاتی را که برای میزبانی از تجهیزات CSIRO در رصدخانه رادیوییِ مارکیسون، واقع در غرب استرالیا، لازم بوده طراحی کرده است.

SKA بزرگ‌ترین و قدرتمندترین رادیو تلسکوپی خواهد بود که در فضایی به وسعت ۱ میلیون متر مربع تا به حال ساخته شده است.

SKA پروژه‌ای بین‌المللی است که دربرگیرنده هزاران آنتن در سراسر دنیاست، ولی مراکز اصلی آن را آفریقای جنوبی و غرب استرالیا تشکیل می‌دهد.

مدیر کنسرسیوم زیرساخت SKA، آنتونی شینکل، درباره این پروژه می‌گوید: 

ما در حال آماده‌سازی زیرساخت لازم برای میزبانی از ۱۳۲ هزار آنتن SKA با فرکانس پایین در استرالیا هستیم. این آنتن‌ها می‌توانند حجم عظیمی از اطلاعات را دریافت کنند.

جریان اطلاعات در مقیاس پتابیت، یک میلیون بیت بر ثانیه، یعنی بالاتر از نرخ متوسط اینترنت جهانی است و همه این اطلاعات به یک مرکز تنها در منطقه مارکیسون می‌رود.

ما برای انتقال اطلاعات دریافتی از این آنتن‌ها به مراکز ابر پردازشی این پروژه باید از ۶۵ هزار کابل فیبر نوری استفاده کنیم.

CSIRO می‌گوید SKA کیهان را با جزئیات بی‌نظیری کاوش می‌کند و این کار را با سرعتی صدها برابر بیشتر از همه مراکز تحقیقاتی کنونی دنیا انجام می‌دهد. کامپیوتر مرکزی این پروژه به تنهایی به اندازه ۱۰۰ میلیون کامپیوتر شخصی توان پردازشی دارد.

تلسکوپ SKA آن قدر حساس خواهد بود که می‌تواند امواج سیاره‌هایی را شناسایی کند که در فاصله چند ده سال نوری از ما قرار دارند.

این سازمان در پستی وبلاگی درباره این پروژه نوشته بود:

این میزان از حساس درک ما را نسبت به کیهان و اصول اساسی فیزیک متحول خواهد کرد. اخترشناسان می‌توانند رشد میلیون کهکشان را در مقیاس زمان کیهانی دنبال کنند، و شاید بالاخره از ماهیت اسرارآمیز انرژی تاریک سر در بیاورند. حتی ممکن است بتوانند رد میدان‌های مغناطیسی غول‌آسایی که از میان کیهان می‌گذرد را گرفته و ببینند که چه چیزی آن‌ها را به وجود آورده است.

اخترشناسان همچنین امیدوارند که SKA بتواند چیزی را بیابد که آن‌ها دهه‌ها به دنبالش می‌گشتند: تپ‌اختری در حال گردش به دور مدار یک سیاه‌چاله. چنین اکتشافی به آن‌ها اجازه می‌دهد نظریه گرانش انیشتین را مورد آزمایش قرار دهند.

مهندسان CSIRO و Aurecon قبلا در طراحی زیرساخت تلسکوپ مسیریاب SKA استرالیا با یکدیگر همکاری کرده بودند. این تلسکوپ رادیویی که ۳۶ بشقاب دارد، اکنون نیز در رصدخانه مارکیسون مشغول فعالیت است.

مهندس ارشد پروژه Aurecon، شاندیپ ابی‌ویکرِما (Shandip Abeywickrema)، می‌گوید بزرگ‌ترین چالش تیم طراحی این شرکت به حداقل رساندن نویز رادیویی‌ای بود که توسط سیستم‌های موجود در این رصدخانه پیشرفته به وجود می‌آمد. او همچنین افزود که جلوگیری از محو شدن سیگنال‌های ضعیفی که از فضا دریافت می‌شود ضروری بود چرا که این تلسکوپ اساسا با هدف شناسایی همین سیگنال‌ها طراحی شده است.

ابی‌ویکرما می‌گوید: 

تداخلات ناشی از سیستم‌های تامین نیرو و پردازش در پروژه ما ضرورتی غیرعادی در بخش ساخت و ساز بود. ما سعی داریم با فاکتورهایی در سطح میلیارد، میزان انتشارات رادیویی را کاهش دهیم.

برای مثال، مرکز ابرپردازش ما جعبه‌ای تماما جوشکاری شده است که درون جعبه‌ای دیگر قرار داده شده. تجهیزات پردازشی ما قرار است درون محفظه داخلی قرار بگیرد، در حالی که تجهیزات پشتیبانی در محفظه خارجی قرار داده می‌شود.

هزینه‌های این پروژه توسط دولت استرالیا و اتحادیه اروپا تامین شده است.

اگرچه تیم CSIRO و Aurecon طراحی زیرساخت‌های این پروژه را در استرالیا انجام داده‌اند، اما کنسرسیوم دیگری وجود دارد که زیرساخت آفریقای جنوبی این پروژه را طراحی کرده است.

گروه زیرساخت استرالیا و شرکای آن‌ها که وظیفه طراحی تجهیزات این پروژه در آفریقا را برعهده داشتند، از جمله ۱۲ کارگروه مشترک مهندسی در سطح بین‌المللی هستند که هر کدام بخشی از عناصر SKA را تولید می‌کنند.

فرآیند ساخت SKA که حدود ۵۰۰ مهندس و دانشمند از ۲۰ کشور دنیا را در بر می‌گیرد از سال ۲۰۲۰ آغاز خواهد شد.