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Sobre arquivos de dados astronômicos

Dados observacionais na astronomia, obtidos com telescópios e equipamentos secundários modernos e altamente sofisticados, são preciosos demais para serem utilizados uma única vez e por um único astrônomo. Dois exemplos simples podem esclarecer esta situação:

  1. Um observador normalmente está interessado em características específicas do objeto astronômico investigado por ele, porém, devido a alta sofisticação dos instrumentos os dados observados muitas vezes contêm informações adicionais que este observador não explora, mas que podem ser de alto interesse para um outro investigador. Portanto, tais dados devem ser disponibilizados a fim de evitar o disperdício de valioso tempo de telescópio (e dinherio do contribuinte!) em realizações de observações já efeituadas. Além disto, nossos conhecimentos e técnicas de análize de dados evoluem e em um tempo futuro será possivel extrair mais informações dos dados do que na época das observações. Consequentemente, A re-avaliação de dados antigos é um caminho poderoso, rápido e barato para aumentar nossos conhecimentos.
  2. Ao contrário de pesquisadores em outras ciências naturais, que podem - em princípio - repetir experimentos tantas vezes quanto for necessário, os astrônomos não podem influenciar os objetos dos seus estudos. Uma vez que um fenómeno astronômico ocore e não foi observado perde-se essa informação por sempre. Portanto, é de fundamental importânica salvar dados astronômicos para compará-los com observações feitos em épocas posteriores por exemplo para estudos de variabilidades temporais.

Estas considerações não são novos é provavelmente incontestados na comunidade científica, haja visto o hábito dos astrônomos de não ``jogar fora'' dados científicos. A maioria dos pesquisadores guardam tanto as observações originais como também os dados reduzidos. Isso foi facil na época das placas fotográficas mas se torna cada vez mais exigente com (1) o surgimento de dados digitais, fornecidos por instrumentos altamente sofisticados e diversos, e (2) meios de armazenagem que se tornam rapidamente obsoletos (quem, hoje em dia, é capaz de ler uma fita magnético de 800 bpi ou uma fita de papel perfurado?), um desenvolvimento que pode tornar inútil dados preciosos em curto tempo.

Mas não trata-se somente do problema de armazenar dados de modo seguro para muito tempo. A disponibilidade dos dados é igualmente importante. Dados guardados nas gavetas dos pesquisadores individuais têm pouca utilidade. Devem ficar disponíveis para todos os cientistas interessados, e - importante da mesma maneira - a informação sobre a existências dos dados deve ser espalhada. Tudo isso demanda um bem organizado arquivo central de dados astronômicos de um observatório que está encarregado (1) de armazenar os dados, (2) de cuidar deles em vista do contínuo desenvolvimento tecnológico e (3) da distribuição para pesquisadores interessados.

O desenvolvimento de modernos arquivos de dados astronômicos - que vão além de simples coleções de dados - foi inicializado por missões espaciais, enquanto observatórios terrestres (tanto na faixa óptica quanto rádio) ficaram um tanto atrás porque a tarefa de criar um arquivo funcional é muito mais complexo nestes casos. Mas também a respeito de observatórios terrestres esforços cada vez maiores estão sendo feitos; e pelo menos os maiores observatórios já dispõem de um arquivo de dados operacional.

Para melhor entender as dificuldades de estabelecer um arquivo de dados astronômicos de observatórios terrestres vale a pena esclarecer as diferenças fundamentais entre observações do espaço e da terra. A respeito de arquivar dados, missões espaciais têm as seguintes vantagems:

  1. O fato de que a instrumentação espacial está em órbita significa que não se pode modificá-la e melhorá-la (desprezando o caso particular e único do HST). Portanto, se tudo funciona bem o desempenho do instrumento é extremamente previsível senão estável, e os dados entrando no arquivo estão, ou podem ser feitos, muito uniformes.
  2. Por causa da complexidade de instrumentos espaciais observações são realizadas usando procedimentos observacionais padronizados, normalmente sem a interferência direta do astrônomo. Isso inclue calibrações feitas seguindo planos pré-definidos e sempre atualizados em função do desenvolvimento do desempenho do instrumento.
  3. A documentação das observações contém todas as informações importantes sobre a configuração do instrumento, é completo e guardado para uso futuro.
  4. A maioria dos experimentos espaciais realiza um processamento automático dos dados (pipeline processing) antes de distribuí-los para os usuários e de arquivá-los. Portanto, os dados são extremamente homogénios.
É a combinação destas qualidades que torna os arquivos de experimentos espaciais uma ferramenta altamente valiosa e fácil de manobrar.

Em contraste as missões espaciais observatórios terrestres usufruem da possibilidade de efetuar modificações nos telescópios, instrumentos e detectores segundo as necessidades científicas durante as operações do observatório. Isso trás consequências profundas para o desenho de um arquivo porque não basta catalogar e documentar os próprios dados, mas também todos os múltiplos parâmetros evoluindo ao longo do tempo. Além disso, a realização de pesquisas astronômicas nos observatórios terrestres é altamente influenciada por acontecimentos imprevisíveis. Isso não se refere somente à necessidade de levar a cabo condições atmosféricas variáveis em curta escala de tempo, mas também ao fato de que os astrônomos muitas vezes costumam desenvolver estratégias de observações em função de resultados obtidos na mesma noite. Em consequência o sistema de aquisição de dados e o arquivo devem ser acoplados a fim de poder rastrear posteriormente o que foi observado, quando, por quem e sobre quais circunstâncias. No final, os recursos disponíveis por observatórios terrestres normalmente são menores por ordens de grandeza em comparação com aqueles gastos em missões espaciais. Portanto, tem muito menos dinheiro para construir e manter um arquivo de dados. Em soma, arquivar dados de telescópios terrestes é um desafio específico, requerendo soluções específicos.


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Albert Bruch 2001-10-16