سیلاب روزانه ۱.۴ ترابایتی تلسکوپ رومن، نجوم را به فضای ابری می‌کشاند

در ۳۰ اوت ۲۰۲۶، یک موشک فالکون هوی شرکت اسپیس‌ایکس از مجتمع پرتاب 39A در مرکز فضایی کندی به فضا پرتاب شد و آینه ۲.۴ متری‌ای را با خود برد که قرار است شیوه کار اخترشناسان را از اساس دگرگون کند. تلسکوپ فضایی «نانسی گریس رومن» اکنون در یک سفر سه‌ماهه به سوی نقطه لاگرانژی ۲ (L2) در مدار خورشید-زمین است تا ماموریت اصلی پنج‌ساله خود را آغاز کند. بیایید صریح باشیم: عمیق‌ترین دستاورد این رصدخانه، سیستم‌های اپتیکی آن نیست، بلکه حجم خیره‌کننده اطلاعاتی است که تولید خواهد کرد.[4]

رومن پس از عملیاتی شدن، روزانه حدود ۱.۴ ترابایت داده علمی را به زمین مخابره می‌کند. برای درک بهتر این رقم، کافی است بدانید تلسکوپ فضایی جیمز وب روزانه تقریبا ۵۰ گیگابایت و تلسکوپ فضایی هابل تنها حدود ۳ گیگابایت داده تولید می‌کنند. انتظار می‌رود رومن در طول ماموریت پنج‌ساله برنامه‌ریزی‌شده خود، آرشیوی به وسعت ۲۰ پتابایت گردآوری کند.

این سیلاب عظیم داده‌ها، مدل سنتی پژوهش‌های نجومی را کاملا منسوخ می‌کند. از نظر تاریخی، پژوهشگران همیشه مجموعه داده‌ها را روی سرورهای محلی دانشگاه یا لپ‌تاپ‌های شخصی خود دانلود می‌کردند تا تحلیل‌ها را انجام دهند. اما خروجی رومن، این انتقال لجستیکی را غیرممکن می‌سازد. کریستن مک‌کوین، مدیر عملیات علمی در موسسه علمی تلسکوپ فضایی در بالتیمور، این استدلال را به زیبایی بیان می‌کند: «در گذشته، ما فیلم‌ها را از بلاک‌باستر کرایه می‌کردیم تا به خانه ببریم. بعدتر، نتفلیکس دی‌وی‌دی‌ها را برایمان پست می‌کرد و امروز سرویس‌های استریم را داریم که محتوا را مستقیما به خانه‌هایمان می‌آورند.»[1]

برای حل این تنگنا، ناسا علم نجوم را تمام‌قد به سمت فضای ابری سوق می‌دهد. این آژانس از طریق پلتفرمی به نام «رومن ریسرچ نکسوس» (Roman Research Nexus)، به جای ارسال داده‌ها برای اخترشناسان، اخترشناسان را به سوی داده‌ها می‌آورد. هر فردی که یک حساب کاربری تاییدشده و اتصال اینترنت داشته باشد، وارد یک فضای کاری آنلاین و مشترک می‌شود؛ جایی که این مجموعه داده‌های عظیم در کنار قدرت پردازشی بالا برای تحلیل آن‌ها قرار گرفته‌اند.[1]

ابزار میدان دید باز این تلسکوپ، یعنی یک دوربین فروسرخ ۳۰۰ مگاپیکسلی که بر پایه ۱۸ حسگر مجزای 4K ساخته شده، چنین مقیاسی را امکان‌پذیر می‌کند. اگرچه رومن وضوح تصویر بی‌نظیر هابل را به ارث برده است، اما میدان دید آن ۱۰۰ برابر بزرگ‌تر است. این تلسکوپ می‌تواند آسمان را ۱۰۰۰ برابر سریع‌تر کاوش کرده و تصاویری وسیع و واضح از کیهان ثبت کند. برای نمایش تنها یک تصویر از بزرگ‌ترین پیمایش برنامه‌ریزی‌شده آن با وضوح کامل، به بیش از ۵۰۰ هزار تلویزیون 4K نیاز است.[1][2]

از آنجا که چشم انسان نمی‌تواند روزانه ۱.۴ ترابایت تصویر را به صورت دستی بررسی کند، این ماموریت به شدت به هوش مصنوعی وابسته است. الگوریتم‌های یادگیری ماشین به عنوان یک لایه اکتشافی محاسباتی عمل می‌کنند؛ آن‌ها داده‌های دریافتی را اسکن می‌کنند تا ناهنجاری‌های آماری را شناسایی کرده، تغییرات غیرمعمول در درخشندگی ستارگان را نشانه‌گذاری کنند و کاندیداهای احتمالی ابرنواخترها را بیابند.

البته باید تاکید کرد که این غربالگری خودکار جایگزین اخترشناسان نمی‌شود، بلکه توجه آن‌ها را هدایت می‌کند. پژوهشگران با استفاده از استنتاج‌های ارزان‌قیمت هوش مصنوعی برای محدود کردن دامنه جستجو، می‌توانند زمان خود و شبیه‌سازی‌های گران‌قیمت فیزیکی را به امیدوارکننده‌ترین اهداف اختصاص دهند. در واقع، این تلسکوپ به حسگر خط مقدم برای یک ابررایانه توزیع‌شده در مقیاس سیاره‌ای تبدیل می‌شود.

دستاوردهای علمی که در گرو این زیرساخت قرار دارند، بسیار عظیم‌اند. انتظار می‌رود رومن در پیمایش‌های اصلی خود، بیش از ۲ میلیارد کهکشان را ثبت کند و مرکز شلوغ کهکشان راه شیری را برای تشخیص نوسانات جزئی درخشندگی که نشان‌دهنده سیارات فراخورشیدی هستند، زیر نظر بگیرد. این ماموریت با ردیابی ده‌ها هزار انفجار ستاره‌ای، قصد دارد سرعت انبساط جهان را اندازه‌گیری کرده و تاثیر انرژی تاریک را نقشه‌برداری کند.[1][3]

رویکرد مبتنی بر فضای ابری همچنین دسترسی به این اکتشافات را دموکراتیزه می‌کند. از آنجا که داده‌ها به صورت مرکزی و بدون هیچ دوره انحصار و تحریمی پردازش و میزبانی می‌شوند، پژوهشگران در موسسات کوچک‌تر یا حتی شهروند-دانشمندان نیز به اندازه دانشگاه‌های قدیمی و ثروتمند، به داده‌های خام کیهانی دسترسی برابر خواهند داشت.[1][4]

این رصدخانه در حال حاضر مشغول اجرای مجموعه‌ای از اصلاحات مسیر میانی و استقرار آنتن با بهره بالا و آفتاب‌گیر خود است. پس از یک فاز راه‌اندازی ۹۰ روزه برای کالیبره کردن ابزارها، عملیات علمی آغاز خواهد شد. اگر همه‌چیز طبق برنامه پیش برود، ناسا پیش‌بینی می‌کند که اولین تصاویر پردازش‌شده رومن در اوایل سال ۲۰۲۷ برای عموم منتشر شود.[4]