Specifiche tecniche del CTAO

Le specifiche contenute in questa pagina si basano sulle informazioni disponibili nelle sezioni dedicate ai telescopi e ai dati e al calcolo. Per approfondire i test e i risultati ottenuti per i diversi elementi, si può consultare l’archivio dei documenti scientifici.

Specifiche del telescopi

Small-Sized Telescope (SST)

Gli SST, i telescopi di dimensione più piccola, si basano su una configurazione ottica a doppio specchio Schwarzschild-Couder modificata, che fornisce una buona risoluzione spaziale su un ampio campo di vista. Sono telescopi compatti con piccoli rapporti focali che permettono perciò l’utilizzo di camere compatte. Lo specchio primario degli SST è costituito da 18 segmenti esagonali, con un’apertura totale di 4,3 m, mentre lo specchio secondario, monolitico, ha un diametro di 1,8 m.

Medium-Sized Telescope (MST)

Gli MST, i telescopi di dimensione intermedia, sono telescopi Davies-Cotton modificati con una superficie riflettente di 88 m² e una lunghezza focale di 16 m. Saranno dotati di di due diversi tipi di camere che utilizzano tubi fotomoltiplicatori (PMT). Le camere hanno un campo di vista di circa 8 gradi, permettendo agli MST di realizzare survey veloci del cielo nei raggi gamma.

Large-Sized Telescope (LST)

Gli LST, i telescopi di dimensioni maggiori, hanno un montaggio altazimutale. Dispongono di una superficie riflettente parabolica di 23 m di diametro, supportata da una struttura tubolare in fibra di carbonio rinforzata e tubi d’acciaio. Una superficie riflettente di 400 m2 raccoglie e focalizza la luce Cherenkov nella camera, dove i tubi fotomoltiplicatori convertono la luce in segnali elettrici che possono essere elaborati dall’elettronica dedicata. Anche se l’LST raggiunge un’altezza di 45 m e un peso di circa 100 tonnellate, sarà molto agile, con la capacità di riposizionarsi tra due punti qualsiasi del cielo in soli 20 secondi.

Specifiche software

Il Dipartimento di Computing, situato sarà presso il Centro di Gestione dei Dai Scientifici (SDMC) del CTAO a Zeuthen, in Germania, sarà responsabile di molte e diverse attività: dalla gestione del ciclo delle proposte osservative e il controllo dei telescopi e degli elementi della schiera al sito, fino all’elaborazione e conservazione a lungo termine dei dati, fornendo anche supporto e strumenti all’utente per l’accesso e l’analisi dei dati. I sistemi elencati di seguito sono in fase di sviluppo per gestire queste responsabilità.

ACADA – Sistema di Controllo della Schiera di Telescopi e dell’Acquisizione Dati

ACADA comprende tutto il software responsabile della supervisione e del controllo dei telescopi e degli strumenti di calibrazione in entrambi i siti osservativi del CTAO, compresa l’esecuzione efficiente delle osservazioni programmate e attivate dinamicamente. Il sistema gestirà l’acquisizione e la compressione dei dati grezzi, nonché la generazione di allerte scientifiche automatiche. ACADA fornisce inoltre l’interfaccia utente per gli operatori del sito e gli astronomi. I suoi sottosistemi includono:

DPPS – Sistema di Elaborazione e Conservazione dei Dati

Il principale obiettivo del DPPS è trasformare i dati grezzi prodotti da ACADA in prodotti scientifici pronti per l’analisi, che saranno poi distribuiti tramite il SUSS. Deve garantire che tutti i prodotti siano conservati (replicati in almeno due centri dati esterni), con provenienza tracciabile e riproducibile, e della massima qualità scientifica. Quest’ultima è assicurata grazie alla pianificazione della rielaborazione periodica di tutti i dati con tecniche sempre aggiornate. Il DPPS fornisce inoltre monitoraggio continuo e reportistica sulla qualità dei suoi sottosistemi, producendo metriche di alto livello scientifico e report sui sistemi forniti. Il DPPS sarà implementato come sistema distribuito, dispiegato in nodi di elaborazione e conservazione dei dati gestiti dal SDMC, attivi nei centri dati on-site del CTAO-Nord e CTAO-Sud, così come in tutti i centri dati esterni. I sottosistemi del DPPS includono:

SUSS – Sistema di Supporto agli Utenti Scientifici

Il SUSS gestisce i sistemi software per i flussi operativi scientifici di alto livello, dalle proposte alla consegna dei dati e al supporto agli utenti, ed è il punto di accesso principale per lo scambio di prodotti scientifici con gli utenti. Fornisce anche il software per la pianificazione delle osservazioni con calendari a lungo e medio termine, la generazione e la verifica automatica dei prodotti scientifici di alto livello, l’Archivio Scientifico, gli Strumenti di Analisi Scientifica, i sistemi di Supporto Utente e il Portale Scientifico, attraverso il quale sono accessibili applicazioni, servizi, dati e prodotti informatici.

SOSS – Sistema di supporto alle operazioni scientifiche

Specifiche hardware

ICT – Tecnologia dell’informazione e della comunicazione

I pacchetti di lavoro ICT sono responsabili dei centri dati in loco, delle reti, del trasferimento dei dati e del coordinamento dei centri dati off-site. Il sistema ICT in loco garantisce la disponibilità delle risorse informatiche e della capacità di rete necessarie per supportare tutte le operazioni in entrambi i siti dell’array. Fornirà l’interfaccia tra tutti gli elementi dell’array, compresi i telescopi e i centri dati. Il monitoraggio di questa infrastruttura è fondamentale per garantire prestazioni elevate, di cui la sicurezza informatica è una caratteristica importante. Il sistema ICT off-site si coordina con i quattro centri dati off-site, che gestiranno i sistemi software CTAO e l’archiviazione dei dati per costruire un’infrastruttura informatica CTAO coerente.

Sistema di orologi a schiera

Per combinare i dati provenienti dai numerosi elementi dell’array CTAO, diversi e altamente distribuiti (telescopi, stazioni meteorologiche, ecc.), è necessario correlarli nel tempo. Il successo dell’associazione di questi dati richiede meccanismi di marcatura temporale sufficientemente accurati e precisi, nonché una fonte temporale di riferimento stabile e precisa in ciascuno dei due siti dell’array. Fornire una fonte di tempo di questo tipo, insieme alla sua distribuzione, è il compito dell’Array Clock System.