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ALMA
Supercomputer in 5.000 Metern Höhe
von Stefan Deiters
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21. Dezember 2012

Das Radioteleskop Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), das gegenwärtig gerade in der Atacamawüste in Chile gebaut wird, hat einen weiteren wichtigen Meilenstein auf dem Weg zur Fertigstellung erreicht. In 5.000 Metern Höhe wurde jetzt einer der leistungsfähigsten Computer der Welt installiert und erfolgreich getestet. Mit ihm werden die Signale der Einzelantennen von ALMA kombiniert.

Korrelator

Der ALMA-Korrelator ist ein leistungsstarker Computer. Er ist nun vollständig betriebsbereit. Bild: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), S. Argandoña 

Der als Korrelator bezeichnete Supercomputer ist eine entscheidende Komponente des gerade in der chilenische Atacamawüste entstehenden Radioteleskops Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). ALMA wird einmal aus 66 Radioantennen bestehen, wobei das Teleskop in einen Hauptarray aus 50 Antennen und einen als Atacama Compact Array (ACA) aus 16 Antennen unterteilt ist. Für den ACA verfügt ALMA über einen zweiten Korrelator.

Der jetzt vollständig installierte und betriebsbereite Korrelator kann die Signale von bis zu 64 Antennen kombinieren, so dass diese wie ein riesiges einzelnes Teleskop wirken. Dazu muss er jedoch 17 Billiarden Rechenoperationen in jeder Sekunde ausführen. Der Supercomputer wurde extra für diese Aufgabe entwickelt und verfügt über mehr als 134 Millionen Prozessoren. Seine Rechengeschwindigkeit ist vergleichbar mit der der gegenwärtig leistungsfähigsten Supercomputer für allgemeine Anwendungen.

"Diese einzigartige rechentechnische Herausforderung erforderte ein innovatives Design, sowohl was die einzelnen Komponenten als auch was die gesamte Architektur des Korrelators angeht", erläutert Wolfgang Wild, der europäische ALMA-Projektmanager bei der ESO. Das grundlegende Design des Korrelators wurde vom National Radio Astronomy Observatory (NRAO) entwickelt, dem führenden nordamerikanischen Partner im ALMA-Projekt.

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"Die Fertigstellung und Installation des Korrelators ist ein wichtiger Meilenstein für den nordamerikanischen Beitrag des internationalen Projekts", so Mark McKinnon, der nordamerikanische ALMA-Projektdirektor beim NRAO. "Die technischen Herausforderungen waren gewaltig, doch unser Team hat es geschafft." Auch von der ESO als europäischem ALMA-Partner kamen wichtige Beiträge für den Supercomputer.

Die Herausforderung bei der Entwicklung hatte nicht nur mit der Rechenaufgabe zu tun, die der Korrelator zu bewältigen hat: Der Supercomputer befindet sich im technischen Betriebsgebäude der ALMA Array Operations Site. Es liegt in einer Höhe von 5.000 Metern und ist damit das höchstgelegene mit Hochtechnologie bestückte Gebäude der Welt. In dieser Höhe ist die Luft aber so dünn, dass die doppelte Menge an Luftstrom nötig ist, um die Anlage ausreichend zu kühlen.

Auch konnten beispielsweise keine rotierenden Festplatten verwendet werden, weil die Schreib- und Leseköpfe ein ausreichendes Luftpolster benötigen, damit sie die Platten nicht beschädigen. Außerdem kommt es in dieser Region immer wieder zu Erdbeben, so dass der ganze Betrieb erdbebensicher gestaltet werden musste.

ALMA hat bereits im letzten Jahr mit einer kleineren Gruppe von Antennen mit ersten Beobachtungen begonnen. Als Korrelator diente dabei ein Teil des jetzt vollständig betriebsbereiten Computers. ALMA ist inzwischen fast fertiggestellt und soll im März des kommenden Jahres offiziell eingeweiht werden.  

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siehe auch
ALMA: Erste Beobachtungen mit Teleskop-Array - 4. Oktober 2011
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