Europäische Südsternwarte

Informationstechnologie am Ende der Welt

19. Juni 2015
Dirk Stähler befasst sich seit vielen Jahren mit der innovativen Gestaltung von Organisationen, Prozessen und IT-Systemen. Er unterstützt privatwirtschaftliche Unternehmen und öffentliche Verwaltungen in Europa, dem Mittleren Osten und Nordamerika dabei, Mehrwert durch die kreative Nutzung ihrer Informationstechnologie zu gewinnen. Ein besonderes Augenmerk seiner Arbeit liegt auf den Chancen und Risiken, die sich aus der Verwertung öffentlich verfügbarer Inhalte des Internets ergeben. Die "Wissensmaschine" Internet und den Wert ihrer Inhalte für jeden zugänglich zu machen, ist sein erklärtes Ziel.
Der Autor hat Andrew Wright, IT-Leiter der Europäischen Südsternwarte in Chile, einen Besuch abgestattet. Dieser erläutert aktuelle Herausforderungen der astronomischen Datenverarbeitung, Probleme mit Hardwareherstellern, pragmatische Ansätze beim IT-Betrieb in der Wüste und seine Begeisterung für ein außergewöhnliches Arbeitsumfeld.

Zweieinhalb Autostunden von der Hafenstadt Antofagasta entfernt befindet sich 2635 Meter über dem Meeresspiegel das Paranal Observatorium der Europäischen Südsternwarte ESO. Mitten in den chilenischen Anden haben Astronomen einen idealen Ort für die Beobachtung des südlichen Sternenhimmels gefunden. Fernab von jeder Zivilisation erlaubt die klare Höhenluft einen perfekten Blick auf den nächtlichen Sternenhimmel ohne störende Lichtverschmutzung.

Die Teleskope des VLT
Die Teleskope des VLT
Foto: ESO Paranal

Die vier Teleskope des Very Large Telescope (VLT) und ihre jeweils aus einem Stück gefertigten 8,2 Meter Spiegel gehören zu den höchstentwickelten optischen Instrumenten der Welt. Aber die Zeit in der Astronomen durch ein Fernrohr auf die Sterne blickten ist längst vorbei. Heute liefern die Instrumente an den Anlagen einen konstanten Strom digitaler Daten, der erst zu einem späteren Zeitpunkt zusammengesetzt und ausgewertet wird.

Die Beobachtungen werden von dem Team in Chile meistens im sogenannten Service-Mode durchgeführt. Das bedeutet, dass die forschenden Astronomen bei der Durchführung ihrer Beobachtung nicht vor Ort anwesend sind. Mitarbeiter der ESO in Paranal führen die Arbeiten im Auftrag zu den bestmöglichen Bedingungen durch. Die gesammelten Daten erhalten die Astronomen digital von der ESO. Ohne moderne Computertechnik wäre diese Form arbeitsteiliger Experimente nicht denkbar. Eine große Verantwortung für den Betrieb der Teleskope liegt deshalb auch bei der ESO IT, die für den reibungslosen Datentransport verantwortlich ist. Im Paranal Observatory hatte ich die Gelegenheit mit Andrew Wright, Leiter der ESO IT in Chile, zu sprechen.

Dirk Stähler: Herr Wright, welche Herausforderungen beschäftigen die ESO IT in Chile gerade besonders?

Andrew Wright: Aktuell ist der kontinuierliche Anstieg des Datenvolumens unsere größte Herausforderung. Die Instrumente unserer Teleskope liefern immer mehr digitale Daten. Bis zum Jahr 2011 bewegten wir uns bei den Datenmengen lange Zeit auf einem Plateau. Es gab keine dramatischen Steigerungen. Die Situation hat sich komplett verändert.

Was war Auslöser des Anstiegs bei den Datenmengen?

Andrew Wright: Im Jahr 2011 haben wir die Glasfaserverbindung zwischen unserem Standort Paranal in der Gebirgsregion der Atacama Wüste und der Hafenstadt Antofagasta in den Produktivbetrieb genommen. Bis dahin existierte nur eine Richtfunkstrecke für die Datenübertragung nach Santiago de Chile. Größere Datenmengen wurden per Festplatte transportiert. Der Anstieg der Datenmenge korreliert mit der Verfügbarkeit der Glasfaserleitung. Man kann es als Anstoßeffekt durch den technologischen Fortschritt bezeichnen. Was verfügbar ist wird auch genutzt. In der Folge lieferte die neue Generation von Instrumenten an den Teleskopen deutlich mehr Daten die wir übertragen müssen.

Wohin werden die Daten übertragen?

Andrew Wright: Alle an den Teleskopen gesammelten Daten werden innerhalb von 24 Stunden in das ESO Hauptquartier in Garching bei München überführt. Dort werden sie in einem primären Speichersystem gesichert und zusätzlich in ein sekundäres Speichersystem repliziert. Sobald die Daten im sekundären Speichersystem angekommen sind löschen wir unseren lokalen Speicher. Der gesamte Prozess ist vollständig automatisiert. Das schließt auch die Löschung der Rohdaten in Paranal ein, immer vorausgesetzt natürlich alles läuft wie geplant. Normalerweise müssen wir in diesen Prozess nicht eingreifen.

Über welche Datenvolumen sprechen wir hier?

Andrew Wright: Wir produzieren aktuell rund ein halbes Petabyte pro Jahr. Der gesamte Standort Paranal verfügt über eine Speicherkapazität von 150 Terrabyte, die wir bis Ende 2015 auf 300 Terrabyte erhöhen werden um für die Teleskope der nächsten Generation gerüstet zu sein. Sollten wir einmal Probleme mit der Glasfaserverbindung haben und wieder auf das Versenden von Speichermedien zurückgreifen müssen, haben wir genug lokalen Speicherplatz, um die Daten in das zentrale Archiv in Garching zu bekommen, bevor wir sie in Paranal löschen müssen um Platz für neue Daten zu schaffen. Im Schnitt sind die Daten in Chile zwei Wochen gespeichert. Nur in Deutschland werden alle Daten langfristig vorgehalten.

Das Hauptquartier der Europäischen Südsternwarte liegt in Garching bei München. Alle Teleskope befinden sich auf der Südhalbkugel in der chilenischen Atacamawüste. Dort herrschen ausgezeichnete klimatische Bedingungen für astronomische Beobachtungen, im Besonderen eine trockene Atmosphäre und geringe Luftturbulenzen. Aber dieser exklusive Platz hat seinen Preis. Die Observatorien sind weit ab von allen Versorgungsleitungen. Verbrauchsgüter wie Wasser, Lebensmittel und Treibstoff zur Energiegewinnung müssen mit Lastzügen angeliefert werden. Temperaturen zwischen minus 8 Grad in der Nacht und 25 Grad am Tag, eine Luftfeuchtigkeit unter 10% und die hohe UV-Strahlung belasten Menschen und Material.

Blick von den Teleskopen über das Kontrollzentrum zum 12 km entfernten Pazifik.
Blick von den Teleskopen über das Kontrollzentrum zum 12 km entfernten Pazifik.
Foto: ESO Paranal