В течение 21 года, с 1999 по 2020 год, миллионы людей по всему миру добровольно отдавали вычислительные мощности своих домашних компьютеров на поиск признаков внеземных цивилизаций. Проект SETI@home, запущенный учеными Калифорнийского университета в Беркли, стал одним из самых масштабных и узнаваемых примеров распределенных вычислений в раннюю эпоху интернета.
Участники устанавливали специальную программу, которая в фоновом режиме анализировала радиоданные, записанные радиотелескопом Аресибо в Пуэрто-Рико. Алгоритмы искали необычные сигналы из космоса — кратковременные всплески энергии на определенной частоте, приходящие из конкретной точки неба. За годы работы система зафиксировала около 12 млрд таких событий.
На протяжении последнего десятилетия команда проекта занималась финальным и самым трудоемким этапом - очисткой и анализом накопленного массива. Постепенно миллиарды детекций были сведены сначала примерно к миллиону потенциально интересных сигналов, а затем - к сотне наиболее перспективных кандидатов. С июля эти точки неба повторно наблюдаются с помощью китайского радиотелескопа FAST, который обладает существенно большей чувствительностью, чем Аресибо.
Исследователи не скрывают, что не ожидают обнаружить сигнал разумной цивилизации. Тем не менее итоги SETI@home оказались важны сами по себе. Проект позволил установить новый уровень чувствительности для поиска узкополосных радиосигналов. Это означает, что если бы в наблюдаемом диапазоне существовал передатчик определенной мощности, его бы с высокой вероятностью заметили.
Одновременно анализ выявил слабые места в подходах, которые используются в подобных поисках. Современные SETI-наблюдения неизбежно сталкиваются с колоссальным числом ложных срабатываний. Источниками помех становятся не только спутники и космические аппараты, но и наземные радиопередачи, телевидение и даже бытовая техника. Полностью проверять каждый подозрительный сигнал вручную невозможно, поэтому главная задача — научиться эффективно отсеивать шум, не потеряв при этом действительно редкие и ценные данные.
Чтобы оценить, насколько хорошо работают их методы фильтрации, команда SETI@home пошла на нестандартный шаг. В поток данных заранее встроили около 3 тыс. искусственных сигналов, не отличимых внешне от реальных. Исследователи не знали, где именно они находятся, и использовали их как контрольный инструмент. По тому, какие из этих сигналов удалось восстановить, определялась реальная чувствительность всей системы и масштаб возможных потерь.
Астрономы также обратили внимание на то, что большинство поисковых программ исходит из определенного предположения. Считается, что развитая цивилизация сначала отправила бы мощный узкополосный маячок, чтобы привлечь внимание, а уже рядом с ним - более слабый и широкий по спектру сигнал с информацией. Логичным выбором для такого маяка называют длину волны 21 см, которая активно используется астрономами для картографирования водорода в Галактике. Именно в этом диапазоне вероятность, что люди поймут намёк - максимальна.
Если бы подобный сигнал действительно был обнаружен, его появление немедленно привлекло бы внимание всех доступных телескопов — как радиодиапазона, так и оптических. Пока ничего подобного не произошло, и отсутствие такого события само по себе позволяет сделать важные выводы.
Несмотря на это, создатели проекта считают SETI@home большим успехом. При запуске они рассчитывали привлечь около 50 тыс. добровольцев, но уже вскоре их число превысило миллион. За первый год работы программой пользовались около 2 млн человек.
Технической основой стала идея распределенных вычислений, когда сложная задача разбивается на небольшие фрагменты и обрабатывается тысячами независимых компьютеров. Именно так удалось просканировать данные с учетом доплеровских сдвигов частоты, возникающих из-за движения Земли и возможного источника сигнала. Для этого приходилось проверять десятки тысяч вариантов дрейфа частоты, что увеличивало вычислительную нагрузку на несколько порядков.
Данные для анализа поступали с радиотелескопа Аресибо в режиме так называемых сопутствующих наблюдений. Телескоп работал по основным программам, а запись сигналов велась параллельно. За годы проекта была многократно обследована примерно треть неба, доступная из Пуэрто-Рико, причем некоторые области наблюдались сотни и даже тысячи раз.
Финальная обработка потребовала уже полноценного суперкомпьютера с большим объемом памяти. Эти ресурсы предоставил Институт гравитационной физики Макса Планка в Германии. С их помощью удалось сгруппировать сигналы по положению на небе и частоте, после чего вручную проверить наиболее вероятные кандидаты и сократить список до сотни целей для повторных наблюдений.
Окончательные результаты наблюдений FAST еще предстоит обработать, однако авторы подчеркивают, что основные выводы SETI@home уже сформулированы.
По мнению участников проекта, подобные инициативы остаются возможными и сегодня. FAST уже ведет масштабные наблюдения, данные которых теоретически можно распределять между добровольцами через платформу BOINC. Современные компьютеры и высокоскоростной интернет позволяют анализировать гораздо большие объемы информации, чем это было возможно в конце 1990-х. Главным ограничением остается не техника, а финансирование и наличие постоянной команды.
Создатели SETI@home не исключают, что накопленные данные еще могут быть пересмотрены с учетом современных возможностей. Некоторые решения, принятые в начале проекта из-за ограничений того времени, сегодня выглядят компромиссными. И хотя вероятность мала, исследователи признают: нельзя полностью исключать, что среди уже собранных сигналов все еще может скрываться то, что когда-то было упущено.
SETI@home
