Acerca
del programa SETI@home
fuente: setiathome.ssl.berkeley.edu
ANALISIS DE DATOS (DATA ANALISYS)
Este es el lugar donde está la acción. Mientras que otras dos áreas de textos permanecen invariable por el período del procesamiento de datos, esta sección se actualiza dinámicamente durante el trabajo de la computadora. Esta sección contiene una gran cantidad de información sobre que es lo que está pasando en su máquina en este momento, cuando está procesando los datos de la unidad de trabajo. Manteniendo un ojo atento sobre esta parte le ayudará a entender que es lo que SETI@home está haciendo con todos los datos.
¿Qué es lo que hace el protector de pantalla EN ESTE MOMENTO?
La línea superior indica qué está haciendo el programa actualmente. Puede indicar una de varias actividades: las mencionaremos abajo, con una descripción.
Scanning Result Header File
Cuando se inicia SETI@home automáticamente (o manualmente), el protector de pantalla tiene que reconstruir de alguna forma el punto donde dejó en los cálculos. Para encontrar esta información tiene que leer un archivo que almacenamos sobre su disco rígido. El protector de pantalla luego reinicia su trabajo en el punto exacto donde había terminado anteriormente, mostrando todos los datos en la pantalla.
Connecting To Server
Si nota esta frase, el protector está intentando de conectarse con el servidor de datos SETI@home.
Receiving Data
El servidor de datos SETI@home le está enviando datos. Le enviaremos unos 350 kBytes de datos reales del telescopio y alrededor de 1k de información que describe los datos (fecha/hora de la toma, donde en el ciela, frecuencia base de la unidad de trabajo, etc...) Esta actividad no tomará demasiado tiempo de su conexión de Internet (menos de 4 minutos para un modem de 28.8 kBaud).
Doing Baseline Smoothing
Al recibir una nueva unidad de trabajo del servidor en Berkeley, señales de todo tipo están mezclados con la información. Estamos únicamente interesados en señales de banda angosta. Estas señales de banda angosta son los que creemos que una civilización extraterrestre usaría para comunicarse. Por otro lado, señales de banda ancha son los que más probablemente se deben a procesos naturales astronómicos. Para rechazar señales de banda ancha, el protector de pantalla hace una suerte de 'promedio' de los datos que elimina este ruido de banda ancha, y que traslada las señales de banda angosta hacia arriba (o abajo). También, a lo largo del período de 107 segundos, la señal a veces aumenta o disminuye. 'Baseline Smoothing' (filtrado línea de base) trata de regularizar los niveles. Esta es la primera cosa que se hace con la unidad de trabajo y normalmente se hace una sola vez. Una barra de progreso aparece a la derecha para indicar el avance de la computadora.
Computing Fast Fourier Transform
Este es la parte donde se realiza todo el trabajo. Los datos que le fueron enviados desde el telescopio representan una señal que varia con el tiempo - como una línea en el osciloscopio que varia en respuesta a su voz recibida por un micrófono. En este caso (del osciloscopio) el tiempo está indicado a lo largo del eje horizontal de la pantalla y las vibraciones del aire en sentido vertical. La señal 'cruda' del telescopio no nos es muy útil. Lo que nos interesaría es ver si existe algun 'tono' constante (y fuerte). Nos interesaría mas ver a un gráfico que indica frecuencia a lo ancho de la pantalla y potencia en sentido vertical. Cualquier pico en el gráfico representaría una señal fuerte en una frecuencia determinada.
Para convertir una tabla de datos medidos en tiempo, en un conjunto de datos de frecuencias, aplicaremos una operación matemática relativamente compleja llamada 'Transformada de Fourier Rápida' (FFT). Para obtener más información sobre este proceso, por favor consulte un libro sobre procesamiento digital de señales.
El resultado de este procesamiento es el gráfico producido en la parte inferior del protector de pantalla. Notará un par de cosas interesantes sobre la FFT. En el principio de la unidad de trabajo, hacemos 15 FFTs diferentes, cada una mirando a los datos con una precisión diferente. Empezamos por mirar a detalles tan pequeños como anchos de banda de 0.07 Hz. Siempre hay compromisos cuando se hace este tipo de análisis: si quiere obtener datos muy precisos en frecuencia, necesitará observar las señales por mas tiempo. Verá que con una resolución de 0.075Hz, tenemos que usar bloques de datos de 13.42 segundos de largo. Para analizar completamente la muestra de 107 segundos, haremos 8 de estas operaciones FFT. Al reducir la resolución a 0.14 Hz, necesitamos solamente una muestra de 6.7 segundos. Ahora tenemos menos resulución en frecuencia, pero más resolución en tiempo. Tenemos que hacer dos veces mas de operaciones FFT para cubrir los 107 segundos de datos! En total operamos con 15 resoluciones de frecuencia diferentes (0.075, 0.15, 0.3, 0.6, 1.2, 2.5, 5, 10, 20, 40, 75, 150, 300, 600, y 1200 Hz). Cada vez que se divide la resolución por 2, se duplica la cantidad de operaciones FFT para cubrir los 107 segundos. La cantidad de cálculos es impresionante!
of FFT's. You can also watch the FFT's accumulate in the in the bottom section. De nuevo, la barra de progreso aparece a la derecha para indicar el avance de la computadora en cada conjunto de FFT. También podrá observar la acumulación de los FFT en el gáfico en la sección inferior.
Chirping Data
Es muy improbable que el planeta originador de la señal esté fijo respecto a la Tierra. Quizás se recuerda que la humanidad está ubicada sobre un planeta giratorio, que a su vez circula alrededor del sol, que también a su vez está orbitando alrededor del centro de la Vía Láctea. Podemos asumir que nuestros amigos extraterrestres están en una posición similar.
Todos estos movimientos producen un efecto interesanto sobre cualquier señal emitido o recibido en un planeta en movimiento. Este efecto es el efecto Doppler. Sín duda está familiarizado con el este efecto si escuchó el sonido de la bocina de una auto al pasar. La frecuencia (o tono) del sonido cambia al pasar. Puede probarlo: espera al costado de la ruta mientras que un amigo le pasa con la bocina sonando. Tambien podría hacer lo inverso: pasar en el auto por otro coche (estacionado) con la bocina sonando. El efecto es el mismo.
Nuestros amigos remotos no están utilizando la bocina, pero envian ondas (electromagnéticas). Sus señales son distorcionados por los movimientos mutuos de nuestros sistemas, en una forma muy similar que el sonido de las bocinas. Para eliminar este efecto, el protector de pantalla SETI@home analiza los datos muchas veces intentando diferentes aceleraciones Doppler. En la realidad, el protector primero toma los datos crudos y 'deshace' una determinada aceleración Doppler ('chirp'). Luego alimenta los datos 'desacelerados' a las rutinas FFT. SETI@home intenta de hacer este proceso en muchos puntos entre -10Hz/segundo y +10Hz/segundo. En la resolución más alta en frecuencia (0.075Hz), controlamos 5409 diferentes aceleraciones en el rango entre -5Hz/seg y +5Hz/seg!
Doing Curve Fitting
Como explicamos brevemente en la sección sobre FFT, cuando la resolución de frecuencia es menor, la resolución de tiempo aumenta. Cuando la resolución en tiempo es suficiente, podemos mirar a los datos para ver si las señales aumentan o disminuyen en intensidad en los 12 segundos que necesitan para pasar por la apertura del telescopio. Esto es una herramiento excelente para determinar si los señales vienen de 'Ahí afuera' o son simplemente el resultados de alguna interferencia terrestre. Una señal del último tipo no se modificaría con justo el ritmo de 12 segundos. El proceso de ajuste controla si la señal aumenta y disminuyre sobre este período de 12 segundos. La prueba se aplica solamente en resoluciones de frecuencia menores de 0.59 Hz.
Para buscar correctamente estas 'curvas gausianas' de 12 segundos, sus 107 segundos de datos cubren duplican 15 segundos de los intervalos adyecentes. De esta forma nos aseguramos que no perdemos una señal importante al separar los datos en bloques. El motivo de la forma 'gausiana' es que este es la forma que corresponde con la apertura de la antena del radiotelescopio.
Esto termina la primera línea en el panel de anális de datos. Que tal?
Doppler Drift Rate
La segunda línea en el panel de análisis de datos contiene la velocidad de 'desplazamiento Doppler'. Las primeras pruebas se realizan asumiendo una velocidad de 0Hz/segundo. Estas señales inmóviles son mas probablemente fuentes de interferencia radioeléctrica (RFI) de emisoras terrestres. En las velocidades de -5Hz/segundo a +5Hz/segundo, calculamos todas las FFT para las 15 resoluciones de frecuencia, para cada paso de 0.002Hz/segundo en la velocidad Doppler. En los rangos de entre +10Hz/s y +5Hz/s y entre 5Hz/s y 10Hz/s analizamos cada 0.007Hz/s para el efecto Doppler y salteamos la resolución mas fina de 0.075Hz.
Frequency Resolution
La tercera línea muestra la actual resolución de frecuencia (ancho de banda) que se está utilizando en los cálculos. Verá que la mayor parte del tiempo estaremos calculando FFTs con reolución de 0.075Hz. Cada 4 FFTs hacemos una con una resolución de 0.14Hz. Cada 16 FFTs, hacemos una con resolución de 0.28Hz. Cada 64 FFTs, bueno... Recuerde que hay 15 resoluciones de frecuencia diferentes (0.075, 0.15, 0.3, 0.6, 1.2, 2.5, 5, 10, 20, 40, 75, 150, 300, 600, y 1200 Hz) y saltamos la resolución mas fina con velocidades Doppler mayores de 5 Hz/s o menores de -5 Hz/s.
Strongest Peak
Las siguentes dos líneas indican la señal más intensa detectada en la unidad de trabajo (hasta este momento). Las unidades son relativos al nivel medio de ruido (Ej. 30 indica una señal 30 veces mayor que el ruido típico. El instrumento a la derecha indica la intensidad de la señal. No se emocione si el instrumento indica una señal en el rango rojo! Lo mas probable es que se trata de un pico de interefencia de ruido terrestre. No llame a la prensa o anuncie que descubrió vida extraterrestre. Cualquier señal fuerte debe ser verificado (por varias vías) antes de que se 'oficialice'. La frecuencia, hora, y desplazamiento Doppler asociado con el pico se encuentran en la línea siguiente.
Strongest
Gaussian
Si alguna señal se ubica 3.2 veces por sobre el nivel medio de ruido y también aumenta y disminuye en forma 'Gausiana' durante la 'ventana' de 12 segundos cuando pasa el objeto por la apertura del telescopio, entonces aparecerán dos líneas extras, mostrando la potencia (con un instrumento), la frecuencia, hora y Doppler. El número marcado 'fit' es una medida que tal la señal se desvia del perfil ideal de Gauss. Un número inferior indica mejor adaptación. Estas señales son mas interesantes que los picos en las dos líneas anteriores, pero aún así deben pasar por un proceso riguroso de verificación antes de la confirmación.