Το οροπέδιο του Σκίνακα στον όρος Ίδη της Κρήτης, το οποίο είναι περισσότερο γνωστό ως Ψηλορείτης, φιλοξενεί ήδη τρία τηλεσκόπια με διάμετρο κατόπτρου από 0,3 έως 1,3 μέτρα. Αν όλα πάνε καλά το 2025, τα τηλεσκόπια θα κάνουν παρέα με 16 παραβολικές κεραίες, οι οποίες θα αποτελέσουν το τελικό στάδιο της υλοποίησης του προγράμματος “ΑΡΓΟΣ”, για το οποίο το Ινστιτούτο Αστροφυσικής του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας κατάφερε να εξασφαλίσει χρηματοδότηση 3 εκατομμυρίων ευρώ.
Εφόσον το “ΑΡΓΟΣ” κατασκευαστεί στην πλήρη του μορφή, θα έχει τη δυνατότητα να ανιχνεύει άμεσα αστρονομικά γεγονότα μεγάλου ενδιαφέροντος – όπως υπερκαινοφανείς και μαγνητικές εκρήξεις, συγχωνεύσεις αστέρων νετρονίων και ραδιοφωνικές αναλαμπές (fast radio bursts) – και να παρέχει αυτοματοποιημένες ειδοποιήσεις και δεδομένα στους επιστήμονες, σε πραγματικό χρόνο. Επιπλέον, οι συμμετέχοντες στο έργο ευελπιστούν ότι οι τεχνολογίες που θα δοκιμαστούν για την υλοποίησή του θα μπορέσουν να συμβάλλουν και στην υλοποίηση του Square Kilometre Array (SKA)
Τα τελευταία χρόνια, η μεγάλη πρόοδος που έχει σημειωθεί στην επιστήμη των υπολογιστών έχει καταστήσει δυνατή την κατασκευή καινοτόμων αστρονομικών τηλεσκοπίων “επισκόπησης”, που μπορούν να παρατηρούν ταυτόχρονα ένα μεγάλο μέρος του ουρανού με υψηλή ταχύτητα και ευαισθησία. “Τα όργανα αυτά έχουν φέρει πραγματική επανάσταση στην αστροφυσική” αναφέρει ο Δρ. Γιάννης Αντωνιάδης, ερευνητής του Ινστιτούτου Αστροφυσικής του ΙΤΕ και επιστημονικά υπεύθυνος του ΑΡΓΟΣ: “Μέχρι σήμερα, η ραδιοαστρονομία, ο κλάδος δηλαδή της αστρονομίας που ασχολείται με την καταγραφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας ραδιοσυχνοτήτων, δε συμμετέχει ακόμα πλήρως σε αυτή την επανάσταση. Παρόλο που η ανάγκη ενός ραδιοτηλεσκοπίου με δυνατότητες επισκόπησης είναι επιτακτική, οι τεχνολογικές προκλήσεις που πρέπει να υπερκεραστούν για την κατασκευή του είναι μεγάλες”.
Η φθηνή υπολογιστική ισχύ και οι τεχνολογία AI φέρνει τη ραδιοαστρονομία στο προσκήνιο
Για να πετύχει τους επιστημονικούς του στόχους το ΑΡΓΟΣ, θα πρέπει να μπορεί να παρακολουθεί ταυτόχρονα ένα μεγάλο μέρους του ουρανού, με μεγάλη διακριτική ικανότητα και ευαισθησία.
“Αυτές οι δυνατότητες δεν είναι εύκολο να συνδυαστούν”, εξηγεί η Δρ. Βασιλική Παυλίδου, καθηγήτρια αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο Κρήτης και μέλος της ομάδας. “Για να αυξηθεί η ευαισθησία και η διακριτική ικανότητα, χρειάζονται τηλεσκόπια μεγάλου διαμετρήματος. Παρολ’ αυτά, όσο μεγαλύτερο είναι ένα τηλεσκόπιο τόσο μικρότερο είναι και το εύρος πεδίου του, η περιοχή δηλαδή του ουρανού που παρακολουθεί κάθε χρονική στιγμή.”
Για να καμφθεί αυτό το εμπόδιο, η ομάδα θα βασιστεί σε μια τεχνική που ονομάζεται “συμβολομετρία”. Η μέθοδος αυτή επιτρέπει λειτουργήσουν πολλά μικρά τηλεσκόπια ως ένα ενιαίο όργανο. Το πλεονέκτημα είναι πως ενώ το μεγάλο εύρος πεδίου καθορίζεται από τη διάμετρο του κάθε, μικρού σε μέγεθος, τηλεσκοπίου, η ευαισθησία του οργάνου προσδιορίζεται απ’ τον αριθμό τους, και η διακριτική ικανότητα από τη μεταξύ τους απόσταση. Η δυσκολία έγκειται στον μεγάλο όγκο δεδομένων που πρέπει να αναλύονται σε πραγματικό χρόνο.
Ωστόσο, η φθηνή διαθέσιμη υπολογιστική ισχύς κάνει πλέον τη μέθοδο αυτή οικονομικά συμφέρουσα. Παράλληλα, η αρχιτεκτονική αυτή προσφέρει και επιπλέον προτερήματα όπως το χαμηλό κόστος κατασκευής, συντήρησης και λειτουργίας, η επεκτασιμότητα και το μικρό περιβαλλοντικό αποτύπωμα. “Ευελπιστούμε πως τα χαρακτηριστικά αυτά, σε συνδυασμό με το λεπτομερές σχέδιο που θα αναπτύξουμε, θα καταστήσουν την κατασκευή του ΑΡΓΟΣ στην πλήρη του μορφή με εκατοντάδες κεραίες, μια θελκτική επένδυση για διεθνείς φορείς χρηματοδότησης”, αναφέρει ο Δρ. Βασίλης Χαρμανδάρης, καθηγητής του Πανεπιστημίου Κρήτης και διευθυντής του Αστεροσκοπείου Σκίνακα και του Ινστιτούτου Αστροφυσικής του ΙΤΕ.
Ομαδική εργασία για την υλοποίηση
Το εργαστήριο τηλεπικοινωνιών και δικτύων του Ινστιτούτου Πληροφορικής (ΙΠ) του ΙΤΕ, με υπεύθυνο τον Δρ. Νικόλαο Πετρουλάκη θα συντονίσει τον χαρακτηρισμό του περιβάλλοντος των υποψήφιων τοποθεσιών για την εγκατάσταση του τηλεσκοπίου.
Τον σχεδιασμό των υπολογιστικών δομών και της βάσης δεδομένων του “ΑΡΓΟΣ”, θα αναλάβει το εργαστήριο ανάλυσης ψηφιακών σημάτων του ΙΠ-ΙΤΕ με υπεύθυνο τον Δρ. Γεώργιο Τσαγκαράκη, ενώ το ινστιτούτο Max-Planck για τη ραδιοαστρονομία (Max-Planck Institute for Radio Astronomy) στη Βόννη, με υπεύθυνους τους Δρ. Ewan Barr και Δρ. Gundolf Wieching, θα αναπτύξει το λογισμικό για τον συμβολομετρικό συνδυασμό των σημάτων και θα συμμετέχει στον σχεδιασμό των οργάνων μέτρησης.
Το εργαστήριο τηλεπικοινωνιακών συστημάτων του Τμήματος Ψηφιακών Συστημάτων στο Πανεπιστήμιο Πειραιά, θα σχεδιάσει τους δέκτες και τις κεραίες του “ΑΡΓΟΣ” και θα συντονίσει την ανάπτυξη του λογισμικού για τον έλεγχο του τηλεσκοπίου. Την ομάδα θα επιβλέπει ο καθηγητής Δρ. Θανάσης Κανάτας, Διευθυντής του εργαστηρίου.
Τέλος, η ομάδα του ερευνητή Δρ. Jean-Luc Starck στο CEA/Saclay της Γαλλίας, θα αναπτύξει πρότυπους αλγόριθμους τεχνητής νοημοσύνης για την έγκαιρη και αυτοματοποιημένη ανίχνευση φαινομένων στα δεδομένα που θα συλλέγει το τηλεσκόπιο.
