p Em construção em um cume remoto nos Andes chilenos, o Large Synoptic Survey Telescope (LSST) terá a maior câmera digital do mundo, ajudando os pesquisadores a detectar objetos na borda do sistema solar e obter insights sobre a estrutura da nossa galáxia e a natureza da energia escura. p Este extraordinário poder está atraindo muitos pesquisadores em todo o mundo, cada um com suas próprias necessidades de observação e escalas de tempo e todos lutando com cobertura de nuvens esporádicas e outras condições variáveis. Resumidamente, um grande desafio de agendamento.

p Um programador telescópico automatizado desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Princeton e da Universidade de Washington visa maximizar a eficiência do LSST durante sua operação, atualmente planejado para 10 anos, começando em 2023.

p A equipe inclui Elahesadat Naghib, que recentemente obteve um Ph.D. no Departamento de Investigação Operacional e Engenharia Financeira de Princeton, e o professor Robert Vanderbei.

p Como vários grupos de pesquisadores exigirão imagens de diferentes partes do céu tiradas em intervalos específicos, disse Naghib, alguns astrônomos brincaram "que o objetivo do projeto é manter todos igualmente infelizes". Ela e seus colegas se esforçaram para ser justo ao criar um algoritmo para o agendador automatizado, ela disse.

p A demanda por imagens do LSST na comunidade internacional de pesquisa torna a necessidade de um sistema flexível, planejador objetivo particularmente agudo.

p "Construir um telescópio com um campo de visão realmente amplo e de alta resolução, e colocá-lo em um deserto no Chile, onde o tempo é bom praticamente o tempo todo, é incrível, "disse Vanderbei." No mundo da astronomia, todo mundo está animado com o LSST. É o principal. "

p "Vamos examinar o máximo que pudermos no céu todas as noites, "disse o co-autor Peter Yoachim, um cientista da equipe do LSST e um cientista pesquisador da Universidade de Washington. "Nós vamos ser capazes de ver todos os tipos de coisas que mudam, como supernovas que explodem e asteróides que se movem. "

p Vanderbei e Naghib começaram a trabalhar no agendador depois de ouvir sobre o problema de Robert Lupton, um astrônomo pesquisador sênior do Departamento de Ciências Astrofísicas de Princeton. Lupton está liderando um grupo que está criando um pipeline para lidar com a vasta quantidade de dados que o LSST irá coletar.

p "A ciência depende criticamente sobre a forma como tomamos os dados, "disse Lupton. Um planejador sofisticado permite que a comunidade de pesquisa" dê um passo atrás e olhe para os problemas globalmente, "permitindo o progresso em objetivos científicos concorrentes.

p O programador irá coletar dados em tempo real sobre fatores, incluindo cobertura de nuvens, brilho do céu e "visão" astronômica - a quantidade de estrelas cintilando causada pela atmosfera da Terra, o que pode afetar a resolução das imagens do telescópio. Embora a cobertura de nuvens seja relativamente rara no local do LSST no deserto do Atacama, um dos lugares mais secos da Terra, nuvens ainda são uma preocupação para a operação do telescópio.

p A cada momento da noite, essas medições ajudarão um algoritmo de tomada de decisão a determinar para onde no céu o telescópio deve apontar e qual filtro ele deve usar para capturar uma imagem. O LSST usará seis filtros que permitem a transmissão de diferentes comprimentos de onda de luz, variando de ultravioleta a infravermelho próximo. Os espectros de luz emitidos por características astronômicas, como supernovas, ou estrelas explodindo, pode revelar informação chave sobre a sua origem e composição química.

p A maioria dos programadores existentes para telescópios terrestres alocam determinados períodos de tempo para observar diferentes regiões do céu com base em propostas de equipes de astrônomos, e usar algoritmos que verificam apenas se uma área de interesse está em condições aceitáveis, por exemplo, deve ser suficientemente visível acima do horizonte.

p Com uma sequência predeterminada, o telescópio não teria como explicar questões como cobertura de nuvens, disse Naghib, o principal autor do estudo. "Mas porque estamos tomando uma decisão em tempo real, o LSST pode realmente avaliar as nuvens e ser capaz de continuar observando, Considerando que, anteriormente, eles teriam que fechar todo o observatório quando a noite estava nublada, " ela disse.

p Além de contabilizar o clima e outras condições variáveis, o planejador incorpora informações sobre o período de tempo necessário para o telescópio girar de um campo de visão para outro. Otimizar a eficiência desses movimentos é particularmente importante para o LSST porque ele mudará de posição mais rápido do que os telescópios anteriores, tornando-o crítico para evitar o desperdício de tempo potencial de observação. Cada noite, o programador priorizará pontos do céu não observados durante a noite anterior, permitindo que o telescópio observe todo o céu do sul a cada três noites.

p O algoritmo também terá como objetivo atender aos requisitos de observação específicos para quatro grandes áreas definidas do céu visíveis da localização do LSST. Por exemplo, a região conhecida como North Ecliptic Spur inclui objetos em nosso sistema solar. Distinguir os movimentos dos asteróides e outras características do sistema solar de fenômenos mais distantes no mesmo campo de visão requer o uso de imagens emparelhadas tiradas com 20 minutos de intervalo.

p “Um dos desafios deste projeto é que diferentes regiões do céu têm diferentes restrições e diferentes objetivos, e temos que respeitar a todos com base no que eles exigem, "explicou Naghib, que passou um semestre trabalhando com astrônomos da Universidade de Washington para refinar as funções do planejador.

p Outros recursos do programador incluem a capacidade de se recuperar de interrupções técnicas, esperado e inesperado, e flexibilidade integrada que permite aos pesquisadores ajustar o algoritmo à medida que os objetivos científicos mudam. Ele fornece uma estrutura que pode ser aplicada a outros telescópios no futuro, disse Naghib.

p Este trabalho forma a base para o agendador do LSST, que os engenheiros de software do projeto estão trabalhando para implementar na preparação para os testes e verificação iniciais do telescópio em 2021.