E4 Computer Engineering, azienda italiana attiva nel settore delle soluzioni hardware e software ad altissimo contenuto tecnologico per l’High-Performance Computing (HPC), l’Intelligenza Artificiale, il Quantum Computing (QC), il Cloud Computing e la Data Analytics, è al fianco dell’Istituto nazionale di Astrofisica (INAF) nel progetto ASTRI (Astrofisica con Specchi a Tecnologia Replicante Italiana) Mini-Array, che impiega nove telescopi a doppio specchio dell’Osservatorio del Teide a Tenerife per rilevare i raggi gamma ad alta energia che interagiscono con l’atmosfera terrestre.
Un progetto che rappresenta lo stato dell’arte nel campo dell’astrofisica astroparticellare, per il quale E4 ha progettato l’intera infrastruttura ICT per poter controllare da remoto l’insieme dei telescopi, monitorarne lo stato, acquisire dati online, effettuare analisi di qualità, archiviare temporaneamente i dati presso il sito e garantire le comunicazioni attraverso una rete dedicata per spostare i dati nel data center presso il tecnopolo di Roma.
La collocazione dei telescopi, situati in un luogo remoto e a circa 2400 m di quota, unite alle necessità in termini di potenza di calcolo e connettività del progetto, hanno posto sfide rilevanti. INAF aveva, tra l’altro, necessità di un’infrastruttura senza un singolo punto di guasto (Single Point Of Failure, SPOF) e dotata di alta affidabilità, vista l’assenza di personale dedicato alla gestione e alla manutenzione in loco durante le osservazioni.
Tutti i sistemi più critici dovevano inoltre essere progettati in ridondanza a caldo, cioè in grado di supportare un guasto senza interruzione del servizio, mentre le soluzioni di archiviazione, rete e filesystem parallelo, dovevano essere in grado di sostenere un ampio flusso di dati.
La soluzione creata da E4 Computer Engineering, in costante collaborazione con il personale INAF, si concretizza in un’infrastruttura che integra un Telescope Control System – basato su una piattaforma virtualizzata – che garantisce efficienza e affidabilità nel controllo e monitoraggio, supportato da un sistema di acquisizione e archiviazione dei dati composto da nove Camera Server dedicati alla raccolta dati e un sistema di archiviazione ad alte prestazioni, con una capacità di trasferimento superiore ai 2GB/s in scrittura e a 1GB/s in lettura per l’archiviazione presso l’Osservatorio Astronomico di Roma. Questi sistemi assicurano una gestione continua e veloce delle informazioni.
Inoltre, E4 ha sviluppato anche un sistema di calcolo utilizzato per l’elaborazione immediata dei dati raccolti, fornendo una base indispensabile agli astronomi durante il loro lavoro di analisi. Completano l’infrastruttura una rete di comunicazione con collegamenti ad alta velocità tra i telescopi e i vari sistemi, che garantisce connessioni stabili e sicure, e una connessione Internet protetta da un firewall di alta sicurezza, gestita da server dedicati che consentono la trasmissione affidabile dei dati verso l’esterno.
L’infrastruttura ICT dispiegata comprende vari sottosistemi dedicati a ospitare il sistema Software Supervisory Control And Data Acquisition (SCADA) sviluppato da INAF, il cui scopo è controllare e monitorare anche da remoto i telescopi e gestire l’acquisizione dei dati astronomici, verificandone anche la qualità.
“Per gestire un progetto come ASTRI Mini Array è necessaria un’infrastruttura ICT veramente performante, in grado di soddisfare un progetto di astrofisica astroparticellare allo stato dell’arte, in un sito in altitudine. E4, lavorando in stretto contatto con INAF, ha progettato il sistema ICT in modo da soddisfare pienamente i requisiti e le specifiche dell’esperimento. Prima dell’installazione in loco, i vari sottosistemi sono stati montati e testati in Italia per evitare problemi non previsti. E4 si è quindi occupata di installare e testare il sistema, lavorando in stretto contatto con il personale INAF. Il sistema ha risposto secondo programma, con soddisfazione da parte dell’istituto, sottolinea Fulvio Gianotti Primo Tecnologo di INAF.
“Siamo davvero orgogliosi di essere al fianco di INAF in questo progetto, che rappresenta la frontiera della ricerca astrofisica italiana” racconta Daniele Gregori, CSO, E4 Computer Engineering. “Unendo le nostre competenze e quelle dei ricercatori e tecnologi dell’Istituto, abbiamo dato vita a una soluzione capace di rispondere a esigenze complesse in un contesto particolare e sfidante, mostrando ancora una volta il potenziale innovativo per il nostro Paese che risiede nelle sinergie tra impresa e ricerca”.
ASTRI Mini-Array è un progetto internazionale guidato da INAF e finanziato principalmente dal MUR (Ministero dell’Università e della Ricerca) per la costruzione, l’installazione e la gestione di una serie di nove telescopi Čerenkov identici a doppio specchio, per l’osservazione di raggi gamma di alta energia. La tecnica osservativa si basa sull’osservazione della luce Čerenkov prodotta dagli sciami di particelle cariche prodotte dall’interazione dei raggi gamma cosmici con l’atmosfera. L’osservazione permetterà di studiare le sorgenti astrofisiche dove questi fotoni sono stati prodotti.
