Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door Olaf van Miltenburg

Nieuwscoördinator

Astron verbetert radiotelescopen

Hoe verwerk je 10Tbit/s?

Meer schotels, meer antennes, meer data

In de jaren zestig vroegen wetenschappers aan Astron om een opvolger van de Dwingeloo Radiotelescoop. Daarbij bedacht het instituut dat hoe groter het schoteloppervlak is waarmee je de radiogolven opvangt, hoe meer je van het heelal kan waarnemen, met meer detail. Nog grotere schotels maken is echter niet praktisch maar je kunt er wel meer van plaatsen. De opvolger, de Westerbork Synthese Radio Telescoop, of WSRT, bestaat dan ook uit veertien schotels van 25 meter die op een lijn van 2,7 kilometer zijn gepositioneerd. De signalen van de schotels worden met behulp van apertuursynthese gecombineerd, zodat een denkbeeldige schotel met een diameter van 2,7 kilometer ontstaat. WSRT is in 1970 geopend en staat deels op de plek van voormalig Kamp Westerbork. In tegenstelling tot Dwingeloo is de Westerbork-telescoop nog steeds in gebruik door wetenschappers. Sterker nog: hij krijgt een omvangrijke upgrade waarmee hij nog jaren vooruit kan.

© Raimond Spekking / CC BY-SA 4.0

Apertif: van een naar veertig beeldbundels

De upgrade van de aloude Westerbork Synthese Radio Telescoop heeft de naam Apertif gekregen, van 'aperture in focus'. Twaalf van de veertien schotels krijgen hierbij een nieuw instrument, bestaande uit 121 Vivaldi-antennes, gerangschikt in een rooster van elf bij elf. Deze instrumenten zijn geplaatst op de plek waar eerst een enkel ontvangstelement zat, in het brandpunt van de schotel, met de nieuwe antennes op de schotel gericht.

Het doel van Apertif is om stukken hemel sneller te kunnen observeren en het gezichtsveld wordt hierdoor met een factor veertig vergroot. "Waar een WSRT-schotel nu een stukje hemel ter grootte van een volle maan in één keer kan meten, is dat straks een blikveld van veertig volle manen. De observatiesnelheid neemt met de upgrade met een factor zeventien toe", vertelt Boudewijn Hut. Hij is verantwoordelijk voor het Apertif-project. "Wetenschappelijke projecten die tot nu toe zo'n lange observatietijd vergden dat onderzoekers er niet eens aan begonnen, komen straks binnen handbereik." Alleen de Australische Askap-telescoop is wereldwijd van gelijkwaardige technologie voorzien.

De antennes zijn afzonderlijk niet heel gevoelig, maar het geheel kan door bundelvorming toch waarnemingen met veel detail opleveren. De inputs van de 121 antennes krijgen hiervoor een gewicht toegekend om een beam te vormen. Door de gewichten anders te verdelen, zijn verschillende gevoelige beams te maken, met een maximum van veertig. "Er komt daardoor veertig keer zoveel data uit, dus ook Westerbork wordt nu een data-intensieve telescoop."

De beamformer van een schotel ontvangt in totaal 10Tbit/s aan ruwe data van de 121 antennes, via coaxkabels. Omdat zoveel data niet behapbaar is, reduceert de beamformer de hoeveelheid data tot 3,5Tbit/s, onder andere door een stukje van de bandbreedte af te kappen, van 400 naar 300MHz. De beamformer stuurt 3,5Tbit/s uit naar de correlator, die voor een volgende datareductiestap zorgt. Hier komen de signalen van de verschillende schotels samen, waarbij de correlator de bundels integreert. Uiteindelijk blijft er zo'n 20Gbit/s over. De correlator stuurt dit signaal naar de datawriter, die het wegschrijft naar een bestand. "Dat kun je specificeren van tien tot dertig seconden", vertelt Hut.

De astronoom heeft het druk, want de deadline waarop het systeem moet functioneren, nadert. "Alle Westerbork-schotels zijn inmiddels van Apertif-hardware voorzien en het systeem begint nu met het maken van plaatjes op basis van verschillende beams. De uitdaging ligt nu bij de software: hoe bestuur je het systeem en hoe verwerk je de data?" Op 13 september wil Astron Apertif officieel in gebruik nemen.

Voorbeeld van een multi-beam-afbeelding met door Apertif waargenomen radiobronnen


OnePlus 7 Pro (8GB intern) Microsoft Xbox One S All-Digital Edition LG OLED C9 Google Pixel 3a XL FIFA 19 Samsung Galaxy S10 Sony PlayStation 5 Games

Tweakers vormt samen met Tweakers Elect, Hardware.Info, Autotrack, Nationale Vacaturebank, Intermediair en Independer de Persgroep Online Services B.V.
Alle rechten voorbehouden © 1998 - 2019 Hosting door True