Интернет как среда для астрономических приложений – современное состояние и перспективы.
(тезисы лекции, прочитанной на конференции молодых радиоастрономов 11/10/2002 г.)
В.А. Самодуров

1. Интернет – это идеальная среда для публичности науки.
2. Средство общения, коммуникации и организации для научных проектов, самих специалистов и любителей астрономии.
3. Сеть – это хранилище данных (астрономические данные, статьи, программное обеспечение…) с возможностями поиска в них, анализа и визуализации.
4. Удаленные наблюдения, космические мониторинги.
5. Интерактивная обработка астрономических данных.

• Астрономический раздел Yahoo! http://dir.yahoo.com/Science/Astronomy/, например, содержит более двух с половиной тысяч сайтов. Больше – лишь у биологии, географии и «земных наук». Ранее (1998 г) раздел, посвященный астрономии, был наибольшим.
• Астрокосмический портал вместе с коллекцией из нескольких тысяч линков на образовательные астрокосмические ресурсы http://space.about.com/ Хорошие возможности поиска.
• Специализированный каталог сайтов AstroWeb содержит их более 3 тысяч - http://cdsweb.u-strasbg.fr/astroweb.html
• В русском сегменте Сети та же картина - в самом большом на текущий момент рейтинг-каталоге русских астрокосмических сайтов «AstroTop100 of Russia» : ../- их уже около 700, но он все равно не полон.
• Поиск по астрономическим сайтам выдает более трехсот тысяч документов из базы данных по 300 сайтам – http://www.astronet.ru:8101/db/astrosearch/

Особенности астрономия как науки с точки зрения публичности:

• она зрелищна (что, вообще говоря, для научной дисциплины редкость)
• она романтична (подобный эпитет для других наук – просто нонсенс)
• астрономия уникальна тем, что в отличие от других наук имеет отряд любителей астрономии. Профессионалов в мире – около 10 тыс. человек, любителей – не менее 100 тыс. И, наконец, проявляют активный интерес к достижениям астрономии и космонавтики не менее нескольких десятков миллионов человек во всем мире!

1. повышение интереса к последним научным достижениям со стороны общества
2. обеспечение на его основе притока инвестиций в науку в общем и в астрономию в частности (примечание – пока только на Западе, но есть надежда в том, что через несколько лет этот механизм заработает и в России)
3. обеспечение притока новых кадров в науку – не только вследствие прямых поступлений через традиционные институты научного образования, но и мощный импульс со стороны любителей астрономии и их организаций.

• широко цитируемый сайт NASA- http://www.nasa.gov, например, явно выстроен именно в публичном ключе. Под эгидой этого сайта работает масса проектов как для первого знакомства с астрономией (http://imagine.gsfc.nasa.gov/) и для образования (http://education.nasa.gov/internet.html ) так и для профессионалов (например, спонсируемая NASA система астрономических каталогов и база данных статей ADS - http://adswww.harvard.edu/ )
• У нас в России в 2000 г. стартовало сразу несколько интернет-проектов в жанре "публичной науки" - научно-литературный журнал «Переплет» http://www.pereplet.ru/ , «Научная сеть» http://www.nature.ru/ и, главное – AstroNet - http://www.astronet.ru/ - портал для научных статей как для широкого круга читателей, так и для профессионалов. Здесь также – новости науки, поиск по астросайтам, глоссарий и рубрикатор, регистрация новых авторов. Причем последним даже выплачиваются гонорары, а сам AstroNet зарегистрирован как научное издание.

Пресс-релизы Европейской Южной Обсерватории: http://www.eso.org/outreach/press-rel/

На российских сайтах обсерваторий – пока пресс-релизы отсутствуют как жанр

• Среди российских персональных проектов самый известный – «Энциклопедия Космонавтика» Александра Железнякова: http://www.cosmoworld.ru/spaceencyclopedia/
• Среди российских любительских ресурсов наиболее популярны сайт журнала «Звездочет» http://www.astronomy.ru/ и сайт StarLab.RU

1. Прочесть e-mails от коллег, написать им ответы (Это - Сеть!)
2. Прочесть последние научные статьи по своей тематике на (это - Сеть!) http://adsabs.harvard.edu/abstract_service.html и http://xxx.lanl.gov/form/astro-ph, просмотреть список ближайших научных конференций http://cadcwww.dao.nrc.ca/meetings/meetings.html

3. Обосновать и подать заявку на наблюдения. Сеть и здесь– помощник, в ней можно найти: руководства, астрономические утилиты… – например Astronomical Software & Documentation Service - http://asds.stsci.edu/
4. Провести сами наблюдения (ряд инструментов либо уже управляется через сеть, либо будут управляться через несколько лет).
5. Написать программу обработки данных и применить ее к ним. (В Сети можно найти программы и алгоритмы-http://www.cv.nrao.edu/fits/www/yp_software.html)
6. Написать и отправить статью по результатам работы. (Сеть – помощник: - многие научные журналы работают с авторами по e-mail).

1. Провести наблюдения
2. Послать их в соответствующую базу данных в Сети
3. Обсудить новости науки и тонкости астрономических инструментов/методик на форумах и эхо-конференциях, договориться о совместных наблюдениях. Примеры наиболее известных астрофорумов:
• В мире – главное место встречи – эхо-конференции sci.astro.* (см. http://groups.google.com/groups?hl=ru&lr=&ie=UTF-8&group=sci.astro ) – в этих архивах более 200 тыс. сообщений

• Англоязычные интернет-форумы уступают эхо-конференциям. Наиболее интенсивный поток сообщений на http://www.astronomy.net/forums/ - около 40 тыс. постингов (сообщений), но 22 тыс. из них посящены теме «Бог и наука». Другой известный форум http://www.astronomyforum.net/ вообще имеет лишь немного более тысячи постингов.
• Российские форумы выгодно отличаются от своих зарубежных собратьев. Наиболее мощные форумы на сегодня (более 15 тыс. сообщений в каждом, с ежедневным трафиком до ста постингов в день) – «Астрофорум» сайта журнала Звездочет http://www.astronomy.ru/forum/ и «Общая Астрономическая Конференция» http://www.starlab.ru/cgi-bin/ubb/ultimatebb.cgi Именно на этих форумах не редкость встретить как полноправных участников и астрономов-профессионалов
• Форума, целиком ориентированного именно на них, пока нет  (возможно, им станет AstroNet.ru).

1. Обмен сообщениями с членами команды проекта – зачастую общение внутри проекта идет в режиме on-line посредством эхо- и даже теле-конференций через Сеть. Умение вести активную переписка через e-mail – частое требование при заполнении вакансий в научных проектах!
2. Мониторинг поступающих данных проекта, их on-line обработка и выдача (Сеть – единственный реально работающий инструмент).
3. Взаимодействие с другими научными проектами (в идеале – интерактивная обработка данных).

Заметим, что лучшие проекты астрономов-любителей не только не уступают в оперативности и интерактивности профессиональным, но иногда и превосходят их.

• Яркий пример такого плана - http://www.aavso.org/ Американской ассоциации наблюдателей переменных звезд. На сайте – архивы, пополняемые в режиме on-line, поисковые карты нескольких тысяч звезд, обсуждение наблюдений, генераторы графиков переменности любого объекта в базе данных… Проект поддерживают своими наблюдениями тысячи астрономов любителей со всего мира, его данными широко пользуются профессионалы при подготовке научных публикаций.
• Даже один любитель астрономии в силах наладить целую сеть сбора данных от наблюдателей всего мира. Таков японский наблюдатель Daisaku Nogami, создавший аналогичную сеть VSNET http://vsnet.kusastro.kyoto-u.ac.jp/vsnet/
• аналогичная организация существует для наблюдателей объектов Солнечной системы ALPO - http://www.lpl.arizona.edu/alpo/ - архивы on-line, тысячи наблюдателей…

Виды астрономических данных в Сети:

• Библиография (научные статьи и т.п.)
• Собственно астрономические данные – каталоги, поиск в них
• Программное обеспечение (мы ограничимся в лекции лишь упоминанием http://asds.stsci.edu/ - каталог на сайты с программным обеспечением и документацией и http://www.iau-sofa.rl.ac.uk/- фундаментальные астрономические алгоритмы проекта (SOFA)

• Система научных статей и абстрактов ADS (Astrophysics Data System) http://adsabs.harvard.edu/abstract_service.html - более 2 миллионов отсканированных статей (многие журналы – с 18... г.): поиск по автору, объекту (в различных базах данных), слов из названия и самого абстракта.

В результате после выбора статьи и нажатия кнопки «Print» в окне с информацией о выбранной статье – она будет приходить к Вам по электронной почте.

• http://xxx.lanl.gov/form/astro-ph – система электронных абстрактов Sissa, или LANL :статьи с 1992 г, полные версии (с текстами, в отличие от ADS!) на основе авторских LaTex-файлов. Часто цитируемая система (хотя и очень неполна), т.к. есть тексты и они здесь появляются раньше, чем в журналах.
• А русские учебники можно поискать на АстроNet-е или сайте «Астрономическое наследие» http://heritage.sai.msu.ru/

• База данных в Страсбурге http://cdsweb.u-strasbg.fr/Cats.html - стандарт де-факто и де-юре. 4606 каталогов доступно с CDS , из которых 3872 – в режиме on-line (ASCII или FITS файлы) , причем 3540 доступно через браузер VizieR (русское зеркало - http://www.inasan.rssi.ru/vizier/ ) .
• VizieR – позволяет делать выборку каталогов по спектральному диапазону обектов, ключевым словам, названию миссии.
• Simbad - http://simbad.u-strasbg.fr/Simbad - объектно-поисковая система, выдает список статей, относящихся к объекту/данным координатам. Доступ – платный.
• Частично заменяет его Aladin :http://aladin.u-strasbg.fr/java/nph-aladin.pl?-rm=14.1&-server=Aladin - это Ява-апплет. Строит изображения бокса на неба с заданным объектом в центре, и отметками на библиографические ссылки с координатами.
• Еще весьма известная база данных – ADC Archives : http://adc.gsfc.nasa.gov/ Сервис - поиск по ключевым словам, категориям, авторам, журналам. Есть список наиболее часто запрашиваемых каталогов для новичка и даже... для любителей астрономии (впрочем , это только у нас- "даже"...)! В ADS есть и данные, отсутствующие в Страсбурге. Эта ремарка достаточно типична – на одной системе вы зачастую найдете то, чего нет на других, и наоборот...
• Русских архив данных с хорошим сервисом - база данных СATS:http://cats.sao.ru/ , созданная в САО. Удобный интерфейс, и полнота базы хороша (с упором на радиокаталоги – более 600 радиокаталогов и 400 таблиц из других диапазонов – в основе коллекция Andernach H.). Сервис – поиск по ключевым словам, по ключевым понятиям, по координатам, по названиям объектов. И еще одно достоинство, которого, разумеется, нет у других баз – есть страница на русском языке - http://cats.sao.ru/doc/CATS_Russian.html Способна "на лету" создавать радиоспектры избранных радиоисточников (на основе известного радиоастрономам каталога Кюра).
• Существуют специализированные базы данных – по объектам, спектральному диапразону, результатам конкретной миссии:
• английский центр данных ADC: http://archive.ast.cam.ac.uk/ (с программой визуализации VizieR), работает по оптическим и рентгеновским данным.
• Инфракрасные ищете на IRSA – http://irsa.ipac.caltech.edu/
• Рентген, гамма на LEDAS – http://ledas-www.star.le.ac.uk/
• Архивы телескопа Хаббла: http://archive.stsci.edu/
• Для внегалактической астрономии – есть база данных NED: http://nedwww.ipac.caltech.edu/ (довольно мощный сплав абстрактов, комплексных данных в различных диапазонах, визуализация данных http://nedwww.ipac.caltech.edu/forms/skyplot.html и т.д.) Но есть и конкурент:
• LEDA – http://cisr.univ-lyon1.fr/~leda/

• Напоследок упомянем одно из самых "древних" хранилищ данных в инете с веб-формами и т.д. – Канадский архив: http://cadcwww.dao.nrc.ca/CADC-homepage.html
• Профессионалам необходимо также взять на заметку – уже не за горами появление баз данных нового типа, где будут приниматься запросы на поиск информации в еще неотсканированной информации вековой давности…

• выбирать любой набор данных
• работать с любым набором каталогов представленной базы данных,
• осуществлять поиск, сортировку и сравнение данных по любым заданным свойствам из представленных в каталогах параметров источников
• осуществлять связь и отождествление данных из разных каталогов.

Примеры визуализаторов данных при каталожно-поисковых системах:

• визуализатор Паломарского атласа http://stdatu.stsci.edu/cgi-bin/dss_form - выбрать координаты/имя объекта, размер бокса и вид файла (gif/fits), и нажать кнопку запроса!
• Из специализированных визуализаторов объектов наиболее известен браузерер данных космических миссий W3Browse http://heasarc.gsfc.nasa.gov/W3Browse/w3browse.pl Устроен очень просто: вводите координаты (или объект), щелкаете по нужным миссиям/каталогам и жмете на кнопку запроса - несколько десятков ссылок вам обеспечены. Щелкая уже по ссылкам, вы можете получить данные в графической форме.
• Aladin http://aladin.u-strasbg.fr/ – близок к идеальному. Программа выполнена в двух версиях - превьювер, позволяющий взять фото из Паломарского атласа; и Java-приложение с довольно симпатичным интерфейсом, FAQ, возможностью подключений к каталогам, архивам и статьям о выбираемой вами зоне неба и т.д. Изюминка - есть работа "по слоям": вы посылаете очередь заданий, каждое из которых формирует "слой"-изображение. Системы отождествлений объектов по разным данным нет и здесь!
• Визуализатор ADC Archives (http://adc.gsfc.nasa.gov/viewer/) отображает лишь статистику каталожно-табличных данных.
• Наконец, существуют визуализаторы, которые формируют для вас изображения неба, "перепахивая" сразу несколько каталогов или обзоров неба. Один из лучших - SkyView, "Виртуальная обсерватория в Интернете": http://skyview.gsfc.nasa.gov/skyview.html (далее - на основную форму http://skyview.gsfc.nasa.gov/cgi-bin/skvbasic.pl ) Простой, интуитивно понятный интерфейс управления, весьма устойчивый в работе, новейшие данные, возможность получения сразу нескольких изображений в разных длинах волн на одной странице… Данный визуализатор должен быть повседневным инструментом! Но – функции отождествления on-line нет и здесь.
• Существуют и другие системы поиска одновременно по нескольким базам: Starcast http://archive.stsci.edu/starcast/ и Astrobrowse http://asc.harvard.edu/astrobrowse/

4:::> Удаленные наблюдения, космические мониторинги.

Дистанционные наблюдения - важнейшее свойство, которое дает астрономии интернет и Сеть в целом.

• Для любителей существуют – телескопы-роботы, которым необходимо – просто указать область неба или конкретный объект на нем, и, не спрашиваяваших регалий, заявку поставят в очередь и отнаблюдают спустя некоторое время, прислав результаты. Примеры:
• Начиналось все в середине 90-х годов с довольно средних по астрономическим меркам телескопчиков размером 30-50 см - Bradford robotic telescop http://www.telescope.org/,
• Но вот-вот уже стартует проект 2-х метрового телескопа на котором 5% времени будет выделено под заявки любителей астрономии - http://www.ast.cam.ac.uk/~baa/LT.html
• Даже на космическом телескопе Хаббла, в 2000 г. был проведен конкурс заявок от любителей астрономии на съемку самых красивых объектов на небе - http://heritage.stsci.edu/

• Для профессионалов же доступны – любые научные инструменты всего мира в свободном доступе (вплоть до самых современных, как Chandra - http://chandra.nasa.gov/chandra.html ), причем подача заявки обычно производится через e-mail и веб-формы.

• непрерывно пополняемые архивы снимков Земли (http://ckm.iszf.irk.ru/ , http://www.iki.rssi.ru/monitoring/monitor.html )
• мониторинги геофизической обстановки (http://forecast.izmiran.rssi.ru/ ) , так и самые экзотические, как
• мониторинг космических лучей - (http://helios.izmiran.rssi.ru/cosray/main.htm ),
• переменных звезд - http://www.kusastro.kyoto-u.ac.jp/vsnet/
• Солнечной системы - http://www.lpl.arizona.edu/alpo/
• Но все же королем мониторингов остается Солнце, а королем сайтов среди них - сайт космического спутника SOHO http://sohowww.nascom.nasa.gov/ - здесь в режиме реального времени вы можете смотреть, как живет и "дышит" Солнце. Кстати, этот проект дал совершенно неожиданный побочный результат - кометы. На его снимках отчетливо видны кометы, падающие на Солнце - на отдельных снимках их видно сразу по нескольку штук. Таким образом любители астрономии открыли уже пять сотен новых комет за годы существования этого проекта. В результате прямо на наших глазах зародился новый наблюдательный жанр, который многие окрестили (кто в шутку, кто – всерьез) "интернет-астрономией".

5:::> Интерактивные обработка астроданных.

Здесь мы поговорим не о классическом компьютерном моделировании астрофизических данных (вводные статьи о котором можно посмотреть по адресам- http://www.xterra.ru/xterra/11052002_131949 «Грани астрокомпьютинга» (Анна Портянкина , Сергей Шеляг) и

• Самый яркий пример такого рода - проект SETI-home http://setiathome.berkeley.edu/ (подробности на русском языке можно узнать на сайте http://www.setiathome.spb.ru/ ) – поиск внеземных цивилизаций у себя дома. Почти пять миллионов пользователей (!) непрерывно скачивают через интернет очередные порции данных с радиотелескопа в Аресибо, и обрабатывают их на предмет поиска сигналов от внеземных цивилизаций. Немыслимо высокий приз – открытие внеземной цивилизации у себя на компьютере и волна публикаций в мировой прессе на первых полосах поддерживают энтузиазм участников этого уникального по своей масштабности «народно-исследовательского» проекта
• Еще пример - на сайте "Масианских щелкунчиков" (Mars Clickworkers Pilot Study): http://clickworkers.arc.nasa.gov/ вы можете приложить руку к другому официальному научному заданию - щелкая по клавише мыши, вы через интернет можете классифицировать кратеры на Марсе.
• Для профессионалов же – готовится к запуску проект http://www.astrogrid.org/- AstroGrid , входящий в состав всемирного проекта VirtuаlObservatoryhttp://www.eso.org/avo/ Проекты поэтапно запустятся в 2005-2008 гг.

Использованные ссылки: