Die technischen Daten des CTAO

Die Angaben auf dieser Seite werden durch die Inhalte auf den Seiten zu den Teleskopen und den Daten und Berechnungen unterstützt. Wenn Sie mehr über die Tests und Ergebnisse der verschiedenen Elemente erfahren möchten, durchsuchen Sie die Bibliothek der Dokumente.

Spezifikationen des Teleskops

Small-Sized Telescope (SST)

Das SST basiert auf einer modifizierten Schwarzschild-Couder-Doppelspiegeloptik, die eine gute räumliche Auflösung über ein großes Gesichtsfeld bietet. Es handelt sich um kompakte Teleskope mit kleinem Öffnungsverhältnis, die auch den Einsatz von Kompaktkameras ermöglichen. Jedes SST hat einen Hauptspiegel aus 18 sechseckigen Segmenten mit einer Gesamtöffnung von 4,3 m und einen monolithischen Sekundärspiegel mit einem Durchmesser von 1,8 m.

Medium-Sized Telescope (MST)

Das MST ist ein modifiziertes Davies-Cotton-Teleskop mit einer Reflektorgröße von 88 m² und einer Brennweite von 16 m. Es wird über zwei verschiedene Kameradesigns verfügen, die Photomultiplier-Röhren (PMTs) verwenden. Die Kameras haben ein Sichtfeld von etwa 8 Grad, so dass die MSTs schnelle Durchmusterungen des Gammastrahlenhimmels vornehmen können.

Large-Sized Telescope (LST)

Das LST ist ein Alt-Azimut-Teleskop. Es hat eine parabolische Reflexionsfläche von 23 m Durchmesser, die von einer röhrenförmigen Struktur aus verstärkten Kohlefaser- und Stahlrohren getragen wird. Eine 400m2 große reflektierende Oberfläche sammelt und fokussiert das Cherenkov-Licht in die Kamera, wo Photomultiplier-Röhren das Licht in elektrische Signale umwandeln, die von einer speziellen Elektronik verarbeitet werden können. Obwohl das LST 45 m hoch und etwa 100 Tonnen schwer sein wird, ist es extrem wendig und kann sich innerhalb von 20 Sekunden zwischen zwei beliebigen Punkten am Himmel bewegen.

Spezifikationen der Software

Die Computerabteilung im CTAO Science Data Management Centre (SDMC) in Zeuthen, Deutschland, ist für ein breites Spektrum an Aufgaben zuständig: Von der Verwaltung des Lebenszyklus von Beobachtungsvorschlägen und der Steuerung der Teleskope und Array-Elemente vor Ort bis hin zur Verarbeitung und langfristigen Aufbewahrung von Daten und der Bereitstellung von Benutzerunterstützung und Tools für den Datenzugriff und die Datenanalyse. Die folgenden Systeme sind in der Entwicklung, um diese Aufgaben zu verwalten.

ACADA – Array-Steuerungs- und Datenerfassungssystem

ACADA umfasst die gesamte Software, die für die Überwachung und Steuerung der Teleskope und Kalibrierungsinstrumente an beiden Standorten des CTAO-Arrays verantwortlich ist, einschließlich der effizienten Durchführung von geplanten und dynamisch ausgelösten Beobachtungen. Das System verwaltet die Datenerfassung und die Komprimierung der Rohdaten sowie die Generierung automatischer wissenschaftlicher Warnungen. ACADA stellt auch die Benutzerschnittstelle für die Betreiber der Standorte und die Astronomen bereit. Die Untersysteme sind folgende:

DPPS – Data Processing and Preservation System

Der Hauptzweck des DPPS besteht darin, die von ACADA erzeugten Rohdatenprodukte in wissenschaftlich verwertbare Datenprodukte umzuwandeln, die für die wissenschaftliche Analyse geeignet sind und an den SUSS zur Verbreitung geliefert werden. Es muss sicherstellen, dass alle Datenprodukte erhalten bleiben (Replikation in mindestens zwei externen Datenzentren), eine nachvollziehbare und reproduzierbare Herkunft haben und von höchster wissenschaftlicher Qualität sind. Letzteres wird durch die Planung der regelmäßigen Neuverarbeitung aller Daten mit aktuellen Techniken erreicht. Das DPPS bietet außerdem eine kontinuierliche Überwachung und Qualitätsberichterstattung für seine Subsysteme und erstellt hochrangige wissenschaftliche Qualitätsmetriken und Berichte zu den angebotenen Diensten. Das DPPS wird als verteiltes System implementiert, das als eine Reihe von Datenverarbeitungs- und Datenaufbewahrungsknoten eingesetzt wird, die vom SDMC betrieben werden und in den Datenzentren CTAO-Nord und CTAO-Süd sowie in allen externen Datenzentren laufen. Die DPPS-Teilsysteme sind wie folgt:

SUSS – Wissenschaftliches Nutzer-Support-System

Das SUSS verwaltet die Softwaresysteme für die hochrangigen Arbeitsabläufe des wissenschaftlichen Betriebs, von Vorschlägen bis zur Datenlieferung und Nutzerunterstützung, und ist der wichtigste Zugangspunkt für den Austausch von wissenschaftlichen Produkten mit den wissenschaftlichen Nutzern. Es stellt auch die Software für die Beobachtungsplanung mit lang- bis mittelfristigen Zeitplänen, für die automatische Generierung und Verifizierung von hochwertigen wissenschaftlichen Datenprodukten, das Wissenschaftsarchiv, die wissenschaftlichen Analysewerkzeuge, die Nutzerunterstützungssysteme und das Wissenschaftsportal bereit, über das die Softwareanwendungen, Dienste, Daten und Softwareprodukte zugänglich sind. Die SUSS-Teilsysteme sind wie folgt aufgebaut:

SOSS – Wissenschaftliches Operations-Support-System

Hardware-Spezifikationen

IKT – Informations- und Kommunikationstechnologie

Die IKT-Arbeitspakete sind für die Rechenzentren vor Ort, die Netzwerke, den Datentransfer und die Koordination der externen Rechenzentren verantwortlich. Das IKT-System vor Ort stellt sicher, dass die erforderlichen Computerressourcen und Netzwerkkapazitäten zur Verfügung stehen, um alle Operationen an beiden Standorten des Arrays zu unterstützen. Es bildet die Schnittstelle zwischen allen Elementen des Arrays, einschließlich der Teleskope und der Datenzentren. Die Überwachung dieser Infrastruktur ist der Schlüssel zur Gewährleistung einer hohen Leistung, wobei die Cybersicherheit ein wichtiges Merkmal ist. Das externe IKT-System wird mit den vier externen Rechenzentren koordiniert, die die CTAO-Softwaresysteme und die Datenspeicherung betreiben werden, um eine kohärente CTAO-Computerinfrastruktur aufzubauen.

Array-Zeiterfassungssystem

Um die Daten der vielen verschiedenen und weit verteilten CTAO-Array-Elemente (Teleskope, Wetterstationen usw.) zu kombinieren, müssen sie zeitlich korreliert werden. Die erfolgreiche Verknüpfung dieser Daten erfordert ausreichend genaue und präzise Zeitstempelmechanismen sowie eine stabile und genaue Referenzzeitquelle an jedem der beiden Array-Standorte. Die Bereitstellung einer solchen Zeitquelle und deren Verteilung ist die Aufgabe des Array Zeiterfassungssystems.