Big data, grote snelheid

De nieuwe ontvangers zullen het blikveld van de Westerbork-telescoop dertig maal vergroten.  “In Westerbork staan veertien aparte schotels die allemaal data opvangen,” legt Rob van Nieuwpoort uit. “Die zijn van 1970 en hebben in 1999 een keer een upgrade gehad. Die schotels vangen radiogolven op en bundelen ze in een sensor in het midden.”

De sensors worden nu uitgebreid tot hogesnelheidscamera’s. Door deze uitbreiding gaat de hoeveelheid beelden die de ontvangers kunnen maken omhoog van één beeld per seconde naar tienduizend beelden per seconde. Zo kunnen astronomen de hemel nog sneller en gedetailleerder onderzoeken.

Duurzame oplossing

“We willen die informatie nu ook grotendeels in software gaan verwerken, waar dat vroeger nog veelal op speciale hardware gebeurde. De Nederlandse radio-astronomie loopt daarin voorop. De Low Frequency Array-radiotelescoop (LOFAR) doet bijvoorbeeld al heel veel in software, maar nog wel met een eigen supercomputer.”

Een eigen supercomputer is duur en bovendien niet zo energiezuinig en dus wordt er in het verwerken van hele grote hoeveelheden data gezocht naar goedkopere oplossingen. Het onderzoeksteam onder leiding van Joeri van Leeuwen van de Universiteit van Amsterdam, bestaat onder andere uit onderzoekers van Astron, Jive, het Nederlands eScience Center, de VU, en de universiteiten van Utrecht, Groningen, Leiden, Oxford en Manchester. Het team heeft nu subsidies gekregen onder meer van NWO en NOVA ter waarde van €1,5 miljoen, die de astronomen nu in staat stellen met een nieuwe manier te komen.

Daarbij wordt gebruik gemaakt van grafische kaarten, legt Van Nieuwpoort uit. Een ontwikkeling die in gang gezet is door fabrikanten van grafische kaarten zoals die ook bij fanatieke gamers welbekend zijn. “We willen een heel groot cluster van grafische kaarten neerzetten om heel snel de gigantisch hoeveelheid data te processen. Let wel, we halen nu echt 2,1 terabit aan data per seconde binnen. Om een idee te geven hoe veel dat is: dat zijn 61 DVD’s per seconde.”

Op weg naar grootste radiotelescoop ter wereld

Het nieuwe Apertif Radio Transient System (ARTS) stelt daarmee de wetenschappers volgens Van Nieuwpoort in staat om de komende jaren veel meer informatie uit de ruimte op te vangen en te onderzoeken. “En dat is allemaal een opstap naar de Square Kilometer Array, de grootste radiotelescoop ter wereld. We gaan daar in stapjes naartoe. Het is een proces van tientallen jaren, maar die wordt in capaciteit echt nog een keer of duizend groter.”

Het gaat om gigantische hoeveelheden data erkent Van Nieuwpoort en dus is ook hij als eScience engineer betrokken geraakt bij de projecten in Westerbork. “Het is een prachtig voorbeeld voor eScience, die multidisciplinaire samenwerking. Het is heel fundamenteel, met die nieuwe instrumenten kunnen astronomen straks zelfs de relativiteitstheorie testen.”

De technologische ontwikkelingen gaan zo snel dat astronomen het al lang niet meer alleen afkunnen. Dus hebben ze eScience engineers als Rob van Nieuwpoort nodig. “Samen zijn we meer dan de som der delen. Ik ben van oorsprong een informaticus, maar ik werk wel echt op een grensgebied. Je moet echt met de astronomen kunnen praten om hun specifieke problemen op te lossen. Dat is de toegevoegde waarde van eScience.”

Astronomie pioniert in big data

“Big data is een buzz-word geworden maar het is wel echt van belang, en astronomie pioniert daar in. Juist het interpreteren van al die data, het dataminen is echt een informatica probleem. Het werken met grafische kaarten zoals nu in Westerbork wordt opgezet is heel specialistisch. We proberen dan ook middels generieke tools dit ook beschikbaar te maken voor andere disciplines. We zijn bezig met een eScience Technologie Platform.”

De astronomen lopen voorop, maar voor een dergelijk platform is bij andere disciplines zeker ruimte. “We werken in andere vakgebieden nog niet allemaal volgens de state of the art. Big data is natuurlijk relatief en verschilt per discipline, maar je ziet wel dat er eigenlijk in de opleiding al aandacht moet zijn voor een standaardrepertoire om te werken met big data. Dat geldt voor al die disciplines.”