美国极大望远镜项目平台（US-ELTP）介绍
本文档主要介绍了美国国家科学基金会下属的NOIRLab、Thirty Meter Telescope International Observatory (TIO)、Giant Magellan Telescope Corporation (GMTO)共同推动的“美国极大望远镜项目平台（US-ELTP）”。主要贡献者包括François Pradeau、Marie Lemoine-Busserolle、Lucas Macri、Eric Peng、André-Nicolas Chené、Mike Fitzpatrick、Dara Norman等，相关机构包括NOIRLab（位于美国亚利桑那州图森市）和TMT国际观测台、GMTO公司等。这篇介绍性综述文章发表于《Proc. of SPIE Vol. 13101》。
US-ELTP项目整合了TMT（Thirty Meter Telescope，三十米望远镜）和GMT（Giant Magellan Telescope，巨型麦哲伦望远镜）两大地基望远镜平台的能力，旨在为美国天文学家提供从观测申请、数据采集到分析、存档和发表的全流程支持。该项目面向天文领域，目标是促进科学创新，通过广泛的合作设计原则和数据管理手段，构建具有普适性、易用性和高效性的科学研究基础设施。
随着天文学进入极大望远镜时代，需要一种整合性的、基于云计算的网络化平台，既支持前所未有的数据生成规模，又能服务于学术界更广泛、更包容的科研群体。US-ELTP及其附属“NOIRLab Program Platform (NPP)”正是建立在这种需求之上，具有重要的科学和社会意义。
US-ELTP的NPP平台被设计为一套全面的软件与云服务工具，贯穿科学数据生命周期（Scientific Data Life Cycle, SDLC）的各个阶段。以下是NPP开发与功能的主要内容和创新设计：
“Prepare”工具
这一模块用于科学家起草观测申请（也称Phase I）以及后续的观测规划。在此阶段，美国用户能够通过一个整合的用户界面访问两座望远镜的性能数据，进行仪器模拟、计算曝光时间等。这不仅对申请的科学评估提供支撑，还允许科学家调整观测细节、校准策略等（Phase II），所有相关数据最终存储在统一的平台数据库中。
“Schedule”工具
观测主要通过由天文台操作人员管理的“服务模式”完成，特别采用自适应动态调度。这种动态调度框架支持实时响应大气条件变化、科学优先级调整以及天文突发事件（如超新星爆发）的干预请求。
“Explore”、”Analyze”和”Publish”工具
这些模块实现了从原始数据处理到发表的完整过程。NPP将天文台的初期数据评估和NOIRLab的后期数据处理结合起来，通过自动化流水线完成标准数据减少（Standard Data Reduction, SDR）。科学家可以自定义数据再处理流程，并借助平台提供的分析工具探究高水平科学数据产品。
云计算与本地部署
NPP的主架构基于云部署（Cloud PaaS），强调跨平台兼容性与全球协作。然而，由于天文台的高山环境对互联网连接的依赖受限，平台也支持本地化部署，确保望远镜操作不受网络条件影响。
开放API接口与协同工具设计
平台不仅提供直观的用户界面（UX），还开放了编程接口（API），使得开发者能够灵活定制功能，同时支持科学家团队共享、实时编辑proposal，以及以双匿名原则（Dual-Anonymous Review）展开提案评审。
面向包容性设计
NPP在设计上注重服务弱势资源下的机构，以支持教学繁重、缺乏数据处理资源的研究者。平台配备了全面的文档、教育资源和教程，尤其方便初学者掌握，与此相应的研究包容性工具包（Research Inclusion Toolkit）也在开发中。
NPP的全流程工作机制覆盖了科学研究从计划到完成的多个阶段：
正式发布Call for Proposals (CFP)
在每学期开始的规划阶段，NOIRLab、TMT和GMT将合作完成仪器配置、目标可达性等参数设定，以此为基础发布CFP。
提案准备与评审
科学家们使用平台工具设计科学提案，经过无偏双匿名评审后，NOIRLab与两座望远镜合作优化分配观测时间。
观测实施与数据管理
望远镜操作方负责夜间动态调度，并依据科学优先级和环境条件灵活调整计划。数据在本地初步处理后，会同步至NOIRLab的大数据系统，开展进一步减灾与优化。
数据存储与发布
NOIRLab对数据赋能处理后，提供校准且科学可用的高水平产品，用户借助“Publish”模块可直接将结果关联至学术论文或公共资源数据库。
US-ELTP和NPP旨在通过技术协作与学术支撑，补齐传统地基望远镜在数据获取和利用上的短板，从而大幅提升美国天文学研究的科学深度和社会影响力。本平台具备以下重要意义：
提升科学生产力
平台统一协调了GMT和TMT，其一站式流程减少了跨组织使用的冗余，提高观测时间分配和数据管理的效率。
大规模参与与包容性科学
NPP支持远程协作和开放获取，降低了边缘研究群体参与前沿天文学的门槛，推动学术公正和参与多样性。
推动科学创新
通过采纳先进的数据分析、调度算法和云技术，US-ELTP将极大增强科学家在天文领域的创新能力，比如探索宜居行星、理解宇宙结构等。
构建长期科研资源积累
数据存档与科学平台提供了一个集中式的长期高等级数据存储库，保障数据的可重用性和持续价值。
本文所述的US-ELTP是极大望远镜时代的标志性科学计划，其技术架构中的云部署、多功能模块化工具以及开放式API均具有显著的创新特点。这一计划不仅优化了极大望远镜资源的整合使用，更建立了一个兼容多方、持续演化的科研生态系统。
未来，US-ELTP可能随着技术进步和用户需求变化进一步调整，如模块化设计和长期升级将能够支持天文学领域的新挑战和发展。这一平台不仅仅是工具，更是新一代天文研究范式的深刻表达。