José Daniel Ponz y Antonio de la Fuente
Introducción
Actualmente, el papel de las redes telemáticas en general, y de Internet en particular, es extremadamente relevante en el campo de Astronomía y Astrofísica. Aparte de la moda coyuntural, existen algunos hechos objetivos que, desde hace al menos dos décadas, hicieron sentir a esta comunidad la necesidad de las redes para compartir recursos informáticos y facilitar la colaboración de manera electrónica.Por un lado, los observatorios están a menudo situados en lugares remotos, por lo que la comunicación electrónica es fundamental. Por otro lado, los elevados costes de la instrumentación hace necesaria la colaboración internacional, en proyectos que serían inimaginables sin la ayuda de formas electrónicas de comunicación. Además, la creciente acumulación de imágenes digitales, tomadas en observatorios terrestres y en órbita, condujo a la creación de archivos y a la posibilidad de acceder a ellos remotamente. En este contexto, hay que destacar también el papel jugado por los proyectos espaciales que imponen requerimientos avanzados en temas de comunicaciones. Las agencias espaciales NASA ( http://www.nasa.gov ) y ESA ( http://www.esrin.esa.it ) han potenciado las infraestructuras de comunicaciones y han servido de punto focal para nuevas tecnologías.
El artículo describe el uso de Internet en Astronomía y Astrofísica. Se hace una breve introducción histórica en la sección 2, y se analizan los diferentes ámbitos de utilización de esta tecnología en la sección 3. La sección 4 detalla los servicios astronómicos, indicando su uso actual, apuntando algunos problemas de investigación asociados, e incluyendo una breve lista de los servicios más relevantes. La sección 5 describe brevemente AstroWeb, un proyecto de indexación de recursos que permite localizar servicios astronómicos en Internet. La sección 6 resume la situación nacional en este área. Finalmente, se hace una prospección de futuro en la sección 7, indicando algunos problemas pendientes y tratando de adivinar la forma en que trabajarán los futuros astrónomos utilizando las nuevas tecnologías de redes.
Esperamos que el lector tenga cerca un terminal con acceso a Internet, de forma que las ilustraciones que faltan en este artículo sean reemplazadas por sesiones activas en algunas de las direcciones que indicamos.
Historia
La red pionera fue Starlink, operativa desde abril de 1980. Su propósito fue facilitar a los astrónomos investigadores del Reino Unido medios de computación interactiva. Inicialmente se crearon 6 centros con facilidades de reducción de datos conectados entre sí en topología de estrella, a lo que hace referencia el nombre de la red. Un proyecto similar, Astronet, permitió coordinar la red de investigación astronómica en Italia.
Casi simultáneamente aparece SPAN (Space Physics Analysis Network) financiado en su mayor parte por NASA. SPAN se configuró como una red multimisión, de propósito general, para proveer de infraestructura a investigadores relacionados con Física espacial y Astronomía, que se extendió a Japón, Canadá y Europa. La conexión europea se hace a través de ESA, y desde sus centros, al resto de los países. En 1988 estaban conectados alrededor de 2.400 nodos [1]. Tanto en Europa como en Estados Unidos el desarrollo de SPAN es paralelo al de HEPnet (High Energy Physics Network). Ambas redes están implementadas sobre protocolos DECNET dado que, en esa época, los miniordenadores VAX/VMS de Digital eran mayoritarios en estas áreas de investigación.
A mediados de los 80, las estaciones de trabajo UNIX proliferan en los institutos astronómicos y departamentos universitarios, debido a su bajo precio. Estas máquinas incluyen protocolos de red TCP/IP, y se integran en redes locales Ethernet. En Estados Unidos la demanda de interconexión con otros centros científicos fue cubierta por NSFnet (National Science Foundation Network), y en Europa mediante las redes de I+D nacionales [2]. Todo esto llevó a un crecimiento acelerado de Internet en el ámbito académico.
A principios de los 90, convivían los protocolos DECNET y TCP/IP. Existían máquinas que implementaban ambos y servían de pasarelas entre las diversas redes. Sin embargo, a partir de 1993, se difunde con una velocidad explosiva la iniciativa de información distribuida WWW (World-Wide Web) surgida en el CERN [3], por lo que la situación se decanta definitivamente hacia Internet, y la arquitectura WWW es utilizada de forma general en Astronomía [4].
La comunidad de usuarios
El uso de Internet en Astronomía abarca tres ámbitos principales: educación y divulgación, grupos de aficionados y profesionales. Este artículo se centra en el aspecto profesional, pero es interesante no perder de vista a los otros dos dominios, que si bien son ámbitos comunes a todas las disciplinas científicas, en Astronomía presentan características particulares que serán brevemente analizadas.
El progresivo recorte en los presupuestos de investigación obliga a los proyectos a dedicar más atención al contribuyente, responsable último de la financiación. En este escenario, Internet se convierte en una herramienta fundamental de relaciones públicas. Por ello, los observatorios y centros científicos modernos dedican una parte no despreciable de recursos a esta tarea: un ejemplo notable es el Telescopio Espacial Hubble.
La divulgación en Astronomía se ve ayudada tanto por la curiosidad que suscita entre el gran público, como por el hecho de que los instrumentos producen imágenes bellas y sugerentes. En este sentido, basta recordar la campaña de observaciones que tuvo lugar en julio de 1994, con motivo del impacto del cometa Shoemaker-Levy 9 con Júpiter (Figura 1: http://www.vilspa.esa.es/jupiter/gif/hst3.gif ) jamás un acontecimiento astronómico había sido divulgado de forma tan rápida y eficaz. En aquel momento, se estaba experimentando en todos los observatorios con la nueva tecnología WWW, apta para distribución de imágenes. La campaña de observación sirvió de catalizador de estos proyectos, de forma que los observatorios distribuían notas de prensa más o menos especializadas, acompañadas de bellas imágenes del impacto, en menos de 24 horas. Como referencia, el centro de datos NSSDC de NASA distribuyó unos 5.3 Gbytes de imágenes del cometa, durante la segunda quincena de julio de 1994 [5].
![[Figura 1]](enfoque1.1.jpeg)
Imagen reconstruida a partir de observaciones del telescopio espacial Hubble, mostrando al cometa Shoemaker-Levy 9 que impacta sobre Júpiter. Sobre el planeta se observa la sombra del satélite joviano Io.
El papel de los aficionados en Astronomía goza de una gran tradición y ha sido siempre muy relevante. Existen numerosas asociaciones altamente organizadas y cualificadas. Astrónomos aficionados han descubierto multitud de nuevos objetos estelares, como novas y supernovas, y continuamente proporcionan observaciones de estrellas variables, que requieren el uso de equipo relativamente simple durante largos periodos de tiempo, imposibles de ser realizadas por profesionales. Internet es actualmente una herramienta fundamental para estos grupos de aficionados, ya que permite la coordinación de campañas de observación, así como el intercambio de ideas, proyectos, datos, y programas astronómicos [6].
El ámbito profesional está compuesto por unos 12.000 profesionales, incluyendo astrónomos, científicos y técnicos especializados en instrumentación y tratamiento de información astronómica, localizados fundamentalmente en Centros de Investigación y Universidades de Europa, Estados Unidos y Japón. Mayoritariamente, es una comunidad dispersa en pequeños grupos, que deben acceder a instrumentos remotos, usualmente explotados mediante consorcios internacionales. En 1994, un 92 % de esta comunidad ya utilizaba Internet[7].
Servicios astronómicos
Describimos a continuación los servicios más destacados en el campo de la Astronomía que utilizan Internet como mecanismo fundamental[8]. En lugar de entrar en los protocolos detallados, presentamos estos servicios desde el punto de vista del astrónomo, como usuario.
Observatorios
Prácticamente todos los observatorios de importancia han desarrollado sistemas de distribución de información sobre Internet basados en el WWW. En ellos es posible encontrar un descripción técnica detallada de los instrumentos, la asignación del tiempo de observación, datos de calibración y auxiliares, publicaciones y notas técnicas, catálogos, etc. Algunos admiten preferentemente propuestas electrónicas de observación, y distribuyen las observaciones a través de la red.
Actualmente se está investigando sobre formas de realizar observación remota, utilizando servicios especiales definidos sobre Internet, que incluyen la planificación flexible de las observaciones, junto con una limitada capacidad de interacción con el telescopio en tiempo real.
Sin querer ser exhaustivos, la Tabla 1 recoge algunos de los observatorios y organizaciones más relevantes, incluyendo tanto los telescopios terrestres como en órbita, junto con sus localizadores electrónicos (URLs).
| IUE | International Ultraviolet Explorer, satélite dotado de un telescopio para realizar espectroscopía en el rango ultravioleta lanzado en 1978 y aún en uso. El servidor ofrece información del instrumento, plan de observaciones, acceso a la base de datos, y distribuye los datos observados a través de la red. Los espectros obtenidos condujeron al primer archivo astronómico moderno. | http://www.vilspa.esa.es/iue/ | |
|---|---|---|---|
| STScI | Centro científico del telescopio espacial Hubble. El servidor de información incluye el acceso al archivo de datos, información técnica de los instrumentos, formularios para realizar propuestas y plan de observación del telescopio. Es interesante visitar las paginas de divulgación con notas de prensa e imágenes de alta calidad realizadas con el telescopio. | http://www.stsci.edu/ | |
| ISO | Infrared Space Observatory, observatorio espacial de ESA en el rango infrarrojo refrigerado mediante helio superfluido. Fue lanzado en noviembre de 1995. El servicio incluye información de los cuatro instrumentos del satélite. | http://isowww.estec.esa.nl/ | |
| IAC | Instituto de Astrofísica de Canarias. Es posible encontrar información sobre el Instituto así como de los telescopios ópticos situados en el Teide (Tenerife) y en el Roque de los Muchachos (La Palma). | http://www.iac.es/ | |
| ESO | European Southern Observatory, ofrece información de sus telescopios del hemisferio sur (La Silla, Chile), mantiene archivos de los datos ópticos y del telescopio espacial Hubble, y ofrece el sistema de reducción de datos astronómicos (MIDAS). | http://www.eso.org/ | |
| NOAO | National Optical Astronomy Observatories, comprenden observatorios ópticos en Estados Unidos y Chile. Ofrecen información de los diversos centros, actividades, proyectos y sobre el sistema de análisis y reducción de datos (IRAF). | http://www.noao.edu/ | |
| NRAO | Nacional Radio Astronomy Observatory, comprende varios radiotelescopios de Estados Unidos. Ofrece información sobre los telescopios, bases de datos, proyectos más importantes, así como utilidades astronómicas que desarrollan (AIPS, UniPOPS, FITS). | http://www.nrao.edu/ | |
Archivos y Bases de datos
Los archivos y las bases de datos astronómicas son herramientas fundamentales de investigación activa por varias razones: Por una parte, hay fenómenos variables que requieren el uso de registros durante largos intervalos de tiempo. Por otra parte, la calibración de nuevos instrumentos requiere el uso de objetos de referencia, observados con otros instrumentos. Por último, las nuevas técnicas de almacenamiento masivo, junto con el desarrollo actual de Internet, hacen posible su realización a bajo coste. Todo ello permite hablar de una nueva generación de archivos y bases de datos astronómicos.
Hay que señalar que el elevado coste de los nuevos telescopios y proyectos espaciales justifica la dedicación de una parte mínima de recursos a la creación y mantenimiento de archivos, de forma que los astrónomos pueden acceder a las observaciones disponibles como complemento de nuevos datos, o en lugar de solicitar nuevos tiempos de observación de un objeto determinado.
Los sistemas de acceso y distribución de los datos están basados en la arquitectura WWW. Los datos están catalogados y la forma básica de seleccionar las observaciones es a través del nombre del objeto o suposición, indicando las coordenadas astronómicas en un formulario. La resolución de nombres de objetos y la conversión adecuada entre los diferentes sistemas de coordenadas son los problemas específicos de este modo de acceso, y no son problemas simples. Baste indicar que un objeto determinado aparece bajo varias denominaciones en diferentes catálogos y, para complicar la cuestión, no es evidente que una observación en el visible corresponda a la misma fuente de radiación X, que se clasificó previamente bajo otra identificación.
Temas actuales de investigación son las nuevas metodologías de análisis estadístico para aplicación en cosmología, evolución estelar, o clasificación de objetos. Este tipo de análisis requiere un acceso masivo a grandes cantidades de observaciones que sólo es posible si existen los archivos.
La Tabla 2 recoge una muestra representativa de archivos y bases de datos en diferentes centros de Astronomía. Estos centros proporcionan el acceso a datos astronómicos y a las herramientas necesarias para su calibración y análisis.
| HEASARC | Centro de investigación y archivo científico de Astrofísica de Altas Energías. El instituto, una colaboración entre el Laboratorio de Astrofísica Altas Energías (LHEA) y NASA, mantiene un archivo de varias misiones espaciales y proporciona las herramientas de calibración y análisis de las observaciones. | http://heasarc.gsfc.nasa.gov/ |
|---|---|---|
| NSSDC | Centro de Datos de Ciencias Espaciales. Tiene como finalidad la distribución de datos de las misiones científicas de NASA. | http://nssdc.gsfc.nasa.gov/ |
| IPAC | Centro de Proceso de Datos y Análisis en el Infrarrojo. El instituto es una colaboración entre el Instituto de Tecnología de California, JPL y NASA. El centro, especializado en análisis y distribución de datos de Astronomía en el infrarrojo, distribuye datos de IRAS (Infrared Astronomical Satellite) e ISO (Infrared Space Observatory). | http://www.ipac.caltech.edu/ | SIMBAD | Set of Identifications, Measurements, and Bibliography for Astronomical Data. Base de datos situada en el CDS, Estrasburgo, que contiene datos básicos, identificaciones, medidas observacionales y bibliografía de más de 1 millón de objetos fuera del sistema solar. | http://cdsweb.u-strasbg.fr/ | NED | NASA/IPAC Extragalactic Database. Base de datos que proporciona posiciones, datos básicos, identificaciones y bibliografía de 375.000 objetos extragalácticos. | http://nedwww.ipac.caltech.edu/ | LEDA | Lyon-Meudon Extragalactic DAtabase. LEDA es la base de datos de objetos extragalácticos más antigua. Proporciona datos básicos e imágenes de alrededor de 100.000 galaxias. | telnet://leda@lmc.univ-lyon1.fr/ | PDS | Planetary Data System. Archiva y distribuye datos de las misiones planetarias de NASA, incluyendo observaciones astronómicas y medidas de laboratorio. | http://pds.jpl.nasa.gov/ |
Publicaciones y servicios bibliográficos
Las principales revistas astronómicas aceptan y fomentan el envío electrónico de artículos preparados con los sistemas de composición tipográfica TeX y LaTeX. El envío electrónico de originales reduce el tiempo de recepción, facilita su revisión y minimiza el trabajo de maquetado y composición tipográfica. Algunas de estas revistas han iniciado recientemente una versión electrónica tanto en hipertexto como formato PDF (Portable Document Format).
Varias organizaciones han creado bases de datos bibliográficas que permiten búsquedas WAIS en los resúmenes de artículos publicados en numerosas revistas astronómicas, publicaciones técnicas y tesis doctorales. Los departamentos e institutos astronómicos ofrecen, en sus servidores Web, artículos aún no publicados, y resultados de investigación en marcha. Es de destacar la iniciativa e-Print Archive que ofrece un archivo electrónico centralizado de artículos de investigación en varias ramas de la Física, abierto a contribuciones enviadas por correo electrónico.
Cuestiones que se están debatiendo actualmente en este campo son la validez del actual modelo de arbitraje (peer review) de los artículos, y su sustitución por otros modelos más dinámicos, basados en Internet, así como el efecto que este nuevo esquema de trabajo pueda tener sobre la calidad de las publicaciones.
No hay que olvidar el aspecto comercial de la publicación electrónica. Varias editoriales están tratando de hacer rentable este mecanismo sin reducir la calidad del servicio.
| ADS | Astronomical Data System. Permite búsquedas WAIS en los resúmenes artículos publicados en numerosas revistas astronómicas, publicaciones técnicas y tesis doctorales. | http://adswww.harvard.edu/ |
|---|---|---|
| ApJ | The Electronic Astrophysical Journal, edición electrónica de ApJ. Los artículos están disponibles en hipertexto y PDF. | http://www.journals.uchicago.edu/ApJ/ |
| e-Print Archive | Un archivo electrónico automatizado de distribución de artículos en diversas ramas de la Física, incluyendo la Astrofísica. Está localizado en California (LANL) y en Italia (SISSA). | http://xxx.lanl.gov/ http://babbage.sissa.it/ |
| PASP | Servicio de publicaciones de la Asociación Astronómica del Pacífico. | http://www.stsci.edu/pasp/ |
Servicios de noticias y discusiones
Dentro de los servicios de distribución de noticias y discusiones hay que señalar a varios grupos dedicados a Astronomía y ciencias afines. La Tabla 4 describe los grupos más relevantes en la actualidad. La lista no es exhaustiva; hemos omitido grupos como sci.optics y sci.physics que, siendo relevantes, tienen un carácter más general.
La mayor parte de los grupos de noticias publican periódicamente las preguntas más frecuentes, y tienen un archivo histórico de las discusiones. Los grupos de discusión son principalmente utilizados por investigadores y usuarios de Estados Unidos, con una tímida aportación europea en ciertos grupos de carácter técnico.
En el futuro próximo aparecerán otros grupos especializados en temas de programación para Astronomía, algunos de los cuales están actualmente clasificados dentro de la jerarquía 'alt'.
| sci.astro | Discusiones generales de Astronomía. |
|---|---|
| sci.astro.amateur | Información para aficionados. Incluye boletines periódicos de alta calidad. |
| sci.astro.fits | Discusiones muy técnicas sobre el formato de datos a stronómicos FITS(Flexible Image Transport System). |
| sci.astro.hubble | Información para usuarios del telescopio espacial Hubble. Grupo moderado. |
| sci.astro.planetarium | Temas educativos y actividades relacionadas con planetarios. |
| sci.astro.research | Temas de investigación astronómica. Incluye boletines para usuarios de diferentes telescopios. Grupo moderado. |
| sci.data.formats | Discusiones sobre el uso de datos científicos en diferentes formatos, incluyendo entre otros HDF, netCDF y FITS. |
| sci.image.processing | Temas relativos a tratamiento de imágenes. |
| sci.space.news | Noticias sobre temas espaciales, incluyendo boletines periódicos anunciando lanzamientos de satélites y vuelos de los transbordadores espaciales. | sci.space.policy | Discusiones sobre política espacial, básicamente centrados en NASA, en el gobierno de los Estados Unidos y, estos días, en la Estación Espacial Alpha. |
| sci.space.science | Discusiones sobre ciencias planetarias y del espacio. |
| sci.space.tech | Discusiones sobre tecnología espacial. |
Programas para Astronomía
Los programas y sistemas de tratamiento de imagen y calibración de observaciones, utilizados de forma específica en Astronomía han sido, en su mayor parte, desarrollados por las mismas instituciones que operan los telescopios y diseñan los instrumentos, y están disponibles en Internet bajo licencia de distribución pública GNU o similar.
Si bien durante la década de los 80 VMS era el sistema operativo hegemónico, actualmente estos paquetes utilizan Unix, destacando especialmente Linux por su popularidad en el ámbito universitario.
Temas recientes de investigación en este área son los desarrollos de modelos para simulación de instrumentos, basados en objetos distribuidos. Estos modelos, utilizados junto con los sistemas de control en tiempo real, permitirán una implementación más eficiente de los algoritmos de tratamiento de imagen y calibración de datos.
La Tabla 5 recoge los principales paquetes de programas astronómicos accesibles a través de Internet.
| AIPS | Astronomical Image Processing System. Desarrollado por NRAO, National Radio Astronomy Observatory, EEUU, se utiliza para calibración y tratamiento de datos de Radioastronomía. Una nueva versión, AIPS++, está actualmente en desarrollo. | http://info.cv.nrao.edu/aips/ |
|---|---|---|
| IDL | Interactive Data Language. Paquete comercial desarrollado por Research Systems, Inc. Es un sistema de visualización, calibración y análisis de datos científicos. | http://www.rsinc.com/idl/ |
| IRAF | Image Reduction and Analysis Facility. Desarrollado por NOAO, National Optical Astronomy Observatories, EEUU, se utiliza para tratamiento de imágenes y calibración genérica de observaciones. | http://iraf.noao.edu/iraf-homepage.html |
| MIDAS | Munich Image Processing System. Desarrollado por ESO, European Southern Observatory, Alemania, se utiliza para tratamiento de imágenes y calibración de observaciones. | http://www.eso.org/midas-info/midas.html |
| PGPLOT | Paquete gráfico desarrollado en el Instituto de Tecnología de California, EEUU. | http://astro.caltech.edu/~tjp/pgplot/ |
| SAOimage | Visualizador de imágenes de carácter genérico desarrollado en SAO, Smithsonian Astrophysical Observatory, EEUU. Se utiliza frecuentemente junto con alguno de los paquetes indicados anteriormente. | http://tdc-www.harvard.edu/software/saoimage.html |
| Starlink | Colección de programas de Astronomía coordinado por RAL, Rutherford-Appleton Laboratory, Reino Unido. | http://star-www.rl.ac.uk/ |
Otros servicios
Existen servicios de información interesantes, como el canal de televisión de NASA, que proporciona continuamente imágenes a través de Internet; los servicios de información de sociedades astronómicas, desde la Unión Astronómica Internacional a las innumerables asociaciones amateurs; los relativos a Historia de la Astronomía; y otros centros que almacenan y distribuyen imágenes para divulgación. A continuación se describe una herramienta para encontrar dichos recursos.
Un directorio de servicios: AstroWeb
A lo largo del año 1993, cuando WWW estaba empezando a ser utilizado, varios investigadores empezaron a hacer listas para catalogar los servidores información astronómica por temas. Al principio, la tarea de mantener actualizadas dichas listas era simple, pero al cabo de un año esta tarea era un problema. La solución natural fue coordinar las listas existentes para compartir la carga de trabajo entre varios autores. Por ello, a principios de 1994, unos investigadores de STScI, NRAO y ESO/ST-ECF establecieron un acuerdo de colaboración, a nivel personal, al cual se adhirieron investigadores del CDS y MSSSO.
En abril de 1994, AstroWeb ( http://www.vilspa.esa.es/astroweb/astronomy.html ) fue anunciado públicamente, como un consorcio para mantener una lista unificada de recursos astronómicos [9]. En diciembre de 1994 se coordinó la unificación de AstroWeb con las páginas de la librería virtual de recursos astronómicos del CERN, mantenida desde la Universidad de La Plata, Argentina, y se incorporó la estación de Villafranca (ESA) al consorcio.
Actualmente, la base de datos AstroWeb recoge cerca de 2.000 registros de recursos Internet dedicados a Astronomía. Cada registro consta de una cabecera o título de referencia, una breve descripción del servicio y la dirección asociada (URL). Cada registro aparece clasificado de acuerdo con una o más categorías temáticas o de tipo de servicio, tal como observatorio, telescopio, catálogo, etc.
El consorcio AstroWeb actualiza y mantiene el control de calidad de los registros. La base de datos maestra se encuentra actualmente en STScI, y copias sincronizadas se distribuyen diariamente a los siete institutos que participan en el consorcio, indicados en la siguiente tabla.
| CDS | http://cdsweb.u-strasbg.fr/astroweb.html |
|---|---|
| WWW VL | http://www.w3.org/vl/astro/astro.html |
| MSSSO | http://meteor.anu.edu.au/anton/astronomy.html |
| NRAO | http://fits.cv.nrao.edu/www/astronomy.html |
| ST-ECF | http://ecf.hq.eso.org/astro-resources.html |
| STScI | http://marvel.stsci.edu/net-resources.html |
| Villafranca | http://www.vilspa.esa.es/astroweb/astronomy.html |
jdp [at] vilspa [dot] esa.es