Simulando observações com o espectrógrafo do projeto DESI

16 de julho de 2018 | LIneA

Uma característica dos grandes levantamentos astronômicos modernos é a complexidade dos mesmos que envolve a modernização de telescópios pré-existentes a exemplo do Dark Energy Survey ( DES) e o Dark Energy Spectroscopic Instrument ( DESI) ou a construção de novos, como para o Sloan Digital Sky Survey ( SDSS) e o Large Synoptic Survey Telescope ( LSST), desenvolvimento de complexa instrumentação e sistemas de software envolvendo especialistas e fornecedores em diferentes instituições e países. Isto apresenta um grande desafio de gestão para evitar atrasos e desperdício de recursos financeiros e humanos. Em particular, uma fase crítica é a da integração de diferentes componentes, sejam de hardware ou software.

Seguindo o cronograma estabelecido pelo projeto DESI, no período de 25 a 29 de Junho, foi realizada no telescópio Mayall de 4-metros do Kitt Peak National Observatory localizado no Arizona, EUA, uma simulação das observações que serão realizadas para o projeto. O objetivo deste exercício foi integrar o trabalho sendo realizado pelos diferentes grupos envolvidos no desenvolvimento do software que operará o instrumento (Instrument Control System – ICS), a interface que será usada pelo observador (Quick Look Framework – QLF) e o sistema de redução das 30 câmeras CCDs cada uma com 500 espectros Quick Look (QL). A realização deste evento foi importante para demonstrar o progresso sendo feito e para cumprir as metas estabelecidas pelo cronograma do projeto com a entrega de produtos operacionais mesmo que não totalmente completos. O objetivo é dar uma chance a potencial usuários de fazerem comentários e sugestões.

Nesta ocasião o grupo do LIneA, formado por diversos pesquisadores e tecnologistas, foi representado pelo coordenador do LIneA e pelo tecnologista Felipe Machado contando com o apoio remoto de Cristiano Singulani, Felipe Oliveira e Ricardo Ogando, entre outros. Entre os testes realizados foi verificado que o sistema funciona de ponta a ponta incluindo: o reconhecimento que uma nova exposição está disponível; a submissão e acompanhamento da execução do QL; a ingestão no banco de dados dos resultados obtidos pelos diferentes testes realizados pelo QL para avaliar a qualidade dos dados obtidos; a visualização dos resultados destes testes; o envio de alertas para o ICS em caso de falhas e a anexação de comentários dos observadores no registro eletrônico de cada noite de observação. É importante frisar que DESI será o único instrumento no telescópio e o QLF terá que operar todas as noites durante cinco anos.

O experimento foi um sucesso provando a importância de um encontro presencial para resolver os inúmeros detalhes envolvidos neste interfaceamento. O QLF está agora instalado no telescópio para uso da colaboração e irá compilar sugestões dos potenciais usuários para torná-lo uma ferramenta útil para o projeto. A entrega final do sistema está previsto para Novembro de 2018, com testes programados para Janeiro/Fevereiro numa nova observação simulada. O LIneA também ficará encarregado da manutenção do QLF durante o período de 5 anos como parte do acordo pelo qual o Brasil terá a oportunidade de indicar 6 pesquisadores para participar deste revolucionário projeto que pretende elucidar a natureza da energia escura observando da ordem de 30 milhões de galáxias e quasares. QLF também ficará disponível para uso offline acessando os dados copiados para NERSC. A participação brasileira neste evento, e no desenvolvimento do software tem o apoio do INCT do e-Universo.

Figure 1 – Nova sala de controle do telescópio Mayall onde estão montados ambientes de trabalho para o assistente noturno, o chamado run manager (responsável científico pelas observações) monitorando o funcionamento do instrumento, e o observador responsável pelo monitoramento da qualidade das observação utilizando o sistema QLF desenvolvido pelo LIneA. A foto mostra membros dos três times envolvidos: no primeiro plano Klaus Honscheid da Ohio State University responsável pelo desenvolvimento do ICS, enquanto no segundo plano podem ser vistos Robert Kehoe e Ryan Staten da Southern Methodist University responsáveis pelo sistema QL e Felipe Machado do LIneA. Crédito da imagem: L. da Costa.
Figure 2 – O tecnologista do LIneA F. Machado testando o QLF e fazendo as modificações necessárias para integrá-lo ao sistema ICS e QL. Crédito da imagem: L. da Costa.

FIgure 3 – Captura de tela mostrando as seguintes interfaces: 1) Na parte de cima à esquerda a página inicial do QLF. 2) Na parte cima à direita o monitor que mostra na parte de cima a esquerda o andamento do processo das 30 câmeras sendo processadas. O processamento e dividido em quatro etapas com os retângulos verdes indicando que um modulo foi completado com sucesso enquanto o amarelo indica o estagio em execução. Todo o processo leva da ordem de 2 minutos e 20 segundos. Na parte de cima à direita mostra o resultado dos testes realizados pelo QL em cada etapa com o verde indicando o sucesso dos testes e vermelho os espectrógrafos que falharam e cinza as câmeras ainda sendo executadas. Na parte de baixo são mostrados os logs do processamento (esquerda) e a lista de exposições disponíveis para processamento comunicada pela interface ICS-QLF (direita). 3) Na parte de baixo à esquerda a interface que mostra a história das observações (observing history) onde as características das exposições são listadas. Esta interface tem duas tabs uma que mostra as últimas 10 exposições e outra onde todas as exposições da noite ou por um conjunto de noites selecionado. A partir desta tela o resultado dos testes podem ser acessados (vide Figura 5), uma visão global dos testes ou dos CCDs podem ser examinados e comentários podem ser feitos. 4) Finalmente, na parte de baixo à direita a interface que mostra a história do processamento (processing history) que lista todas as exposições processadas, com a mesma estrutura da anterior. No caso em que o tempo de integração é maior que o tempo de processamento as duas interfaces conterão a mesma informação. Crédito da imagem: L. da Costa.
Figure 4 – Mostra o resultado dos QAs para cada uma das câmeras para cada estágio de processamento. Clicando o cursor em cima de uma pétala leva aos detalhes do teste utilizado como mostra a Figura 5. Crédito da imagem: L. da Costa.

Figura 5 – Mostra os detalhes de um dos quatro testes realizados durante uma das fases de processamento. O caso específico sendo apresentado mostra diferentes formas (espacialmente, por fibra, histograma, e a média por amplificador) de avaliar a largura das linhas de céu na direção espacial (xsigma – perpendicular ao espectro) e do comprimento de onda (wsigma). Crédito da imagem: L. da Costa.

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