Актуальность использования новых информационных технологий в астрономии и космонавтике. Глава 6. Системы программного обеспечения и сетевые технологии в астрономии и космонавтике

Глава 6. Системы программного обеспечения и сетевые технологии в астрономии и космонавтике.

Актуальность использования новых информационных технологий в астрономии и космонавтике. Международная Виртуальная обсерватория (МВО) – новая структура для эффективного синтеза технологических возможностей. Союз международных виртуальных обсерваторий (IVOA). Архивы и цифровые базы данных IVOA. Национальная виртуальная обсерватория России (RVO)

Современная астрономия и космонавтика ХХ1 века выдвинула ряд чрезвычайно актуальных задач и программ: 1) создаются глобальные и глубокие цифровые обзоры (каталоги) на миллионы и миллиарды небесных обьектов, обьемом до сотен Терабайт, а скоро и Петабайт; 2) архивы и базы данных на сотни тысяч и миллионы малых тел Солнечной системы, что позволяет определять орбиты и физические параметры (массы, структуру и пр.) и выявлять их неустойчивость путем моделирования задачи многих тел, вести поиск и отождествление новых астероидов по программе кометно-астероидной опасности для Земли; 3) контроль движения десятков тысяч космических аппаратов и сотен тысяч и миллионов их фрагментов, их маневрирование на орбитах, составление баз данных космического мусора техногенного происхождения; 4) системный анализ проблем освоения Луны, который также входит в перечень необходимых задач и многие другие.

Их решение возможно благодаря достижениям в области разработки и создания высокочувствительных мозаичных панорамных приемников излучения, широкого введения автоматизации и программного управления при проведении наблюдений, использования новых информационных технологий при обработке и хранении огромных массивов наблюденных данных при использовании высокопроизводительных вычислительных средств, информационных сетей, лазерных (CD-ROM и др.) хранителей информации и пр. Вследствие ввода в действие новых крупных наземных и спутниковых телескопов темпы потока данных растут по экспоненциальному закону, увеличиваясь ежегодно в два раза.

Использование компьютеров в астрономии чрезвычайно разнообразно. Это и автоматизации наблюдений, и обработка их результатов, и работа с большими каталогами, и небесно-механические расчеты. При этом активно используются глобальные информационные сети. Связь между компьютерными устройствами (информационными центрами, базами, пользователями и т.п.) осуществляется посредством физических линий связи – кабельной, оптоволоконной, радиоканал, спутниковый канал и т.п. От типа линий связи зависит их пропускная способность. В настоящее время пропускная способность линий связи (оптоволоконной и спутниковых) составляет 10-100 Гбит/сек.. Будущие линии связи должны иметь более высокие скорости передачи больших обьемов данных большому количеству потребителей.

Существующие наборы данных когерентных обзоров больших участков неба в нескольких диапазонах, открывают возможности для получения новых знаний (data mining), поиска и открытия редких объектов, поиска переменности и т.п. с помощью сложных алгоритмов распознавания образов, статистических и эвристических методов (discovery tools). Совершенно новые научные результаты могут быть получены из совместного использования данных, накопленных на разных инструментальных комплексах в ходе различных экспериментов. Высокая пропускная способность средств телекоммуникации и быстрый темп накопления данных, как наземными, так и орбитальными инструментами требуют адекватной организации эффективного обмена информацией между большим количеством сайтов, для скорейшего достижения новых научных результатов. В настоящее время очевидно, что не только накопление и анализ, но и организация и распространение данных являются существенным элементом дальнейшего развития науки и технологии.

6.2. Международная Виртуальная обсерватория (МВО) – новая структура для эффективного синтеза технологических возможностей

Это Союз международных виртуальных обсерваторий (IVOA)https://www.ivoa.net. Все это требует организации новой структуры для более эффективного синтеза технологических возможностей. Эту объединяющую, контролирующую, наблюдательную роль сможет играть Виртуальная обсерватория (ВО), способствуя рациональной организации столь стремительно растущей массы астрономических данных.

Международная виртуальная обсерватория (МВО) - это объединение (собрание) интероперируемых архивов данных и программного обеспечения (в виде архивов космических и наземных телескопов, каталогов, баз данных); средства поиска, доступа к данным и их обработки; а также научные приложения результатов работы с данными, которые используют Интернет для формирования научного окружения, в котором могут проводиться астрономические исследования.

Международная виртуальная обсерватория (МВО) – это система, в которой гигантские астрономические архивы и базы данных, распределенные по всему миру, вместе с инструментами их анализа и вычислительным сервисом интегрированы в единую среду. МВО позволит астрономам, находясь в любой точке мира, не ожидать месяцами доступа к телескопу, а загрузить в компьютер оцифрованный участок неба и таким образом решать многие астрофизические задачи, для которых уже достаточно накоплено наблюдательного материала. Все больше астрономических каталогов становятся взаимосвязанными, поисковые машины все более и более усложняются, и результаты исследований он-лайн данных (полученных через Интернет) теперь столь же богаты, как и данных, полученных с реальных телескопов. С появлением высокоскоростных сетей и недорогих технологий хранения данных концепция интероперируемых ¹ бесшовных ² он-лайн данных уже не является надуманной.; где:

1) Интероперируемость системы баз данных позволяет пользователю получать информацию сразу из всех баз данных, хранящих разную информацию об одних и тех же объектах.