Cómo construir una plataforma de monitoreo y visualización en tiempo real de erupciones solares

Desarrollar una aplicación web de última generación que visualice la actividad de las erupciones solares en tiempo real. Esta plataforma ofrecerá a los usuarios una experiencia interactiva y rica en datos para monitorear el clima espacial, con alertas personalizables y análisis detallados de los eventos solares.

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Resumen Simple

Un visualizador de erupciones solares en tiempo real que proporciona representaciones interactivas y actualizadas de la actividad solar, empoderando a los usuarios con información de vanguardia sobre el clima espacial.

Documento de Requisitos del Producto (PRD)

Objetivos:

Crear una interfaz fácil de usar para visualizar los datos de erupciones solares en tiempo real
Proporcionar información precisa y actualizada sobre la actividad solar
Permitir notificaciones personalizables para eventos solares significativos
Ofrecer contenido educativo sobre las erupciones solares y sus impactos

Público objetivo:

Entusiastas del clima espacial
Astrónomos e investigadores
Operadores de satélites y profesionales de las comunicaciones
Instituciones educativas

Características clave:

Visualización de erupciones solares en tiempo real
Mapa interactivo de la superficie solar
Herramientas de comparación de datos históricos
Sistema de alertas personalizables
Recursos educativos y glosario
Cuentas de usuario para experiencias personalizadas
Acceso a la API para desarrolladores

Requisitos de usuario:

Navegación intuitiva e interpretación de datos
Capacidad de respuesta móvil para acceso en movimiento
Capacidad de guardar y compartir visualizaciones
Tablero personalizable para monitoreo personalizado

Flujos de Usuario

Registro de nuevo usuario:
- El usuario visita la página de inicio
- Hace clic en "Registrarse"
- Ingresa el correo electrónico y la contraseña
- Verifica el correo electrónico
- Completa el tutorial de incorporación
Personalización de alertas:
- El usuario inicia sesión
- Navega a "Configuración de alertas"
- Selecciona los umbrales de intensidad de las erupciones
- Elige los métodos de notificación (correo electrónico, push, SMS)
- Guarda las preferencias
Exploración de datos de erupciones solares:
- El usuario accede a la visualización principal
- Selecciona el rango de tiempo para la visualización
- Hace zoom en regiones específicas de interés
- Alterna entre diferentes capas de datos
- Exporta la visualización para fines de investigación

Especificaciones Técnicas

Frontend:

React para la interfaz de usuario basada en componentes
D3.js para la visualización de datos
Redux para la gestión del estado
Styled-components para CSS-in-JS

Backend:

Node.js con Express para el servidor API
WebSocket para la transmisión de datos en tiempo real
PostgreSQL para los datos de usuarios y el almacenamiento en caché
Redis para el almacenamiento de datos en tiempo real

API y servicios:

Datos de la serie GOES-R de la NASA para información sobre erupciones solares
Auth0 para la autenticación de usuarios
Twilio para notificaciones por SMS

Herramientas de desarrollo:

Git para el control de versiones
Jest para las pruebas
ESLint para la calidad del código
Docker para la containerización

Puntos de API

POST /api/auth/register
POST /api/auth/login
GET /api/solar-data/current
GET /api/solar-data/historical
POST /api/alerts/configure
GET /api/user/preferences
PUT /api/user/preferences
GET /api/educational-content

Esquema de Base de Datos

Tabla de usuarios:

id (PK)
correo electrónico
password_hash
created_at
last_login

Tabla de preferencias de usuario:

user_id (FK a Usuarios)
alert_threshold
notification_methods
dashboard_layout

Tabla de eventos solares:

id (PK)
timestamp
intensity
location
duration

Estructura de Archivos

/src
  /components
    /SolarMap
    /AlertConfig
    /DataExplorer
    /UserDashboard
  /pages
    Home.js
    Login.js
    Register.js
    Visualizer.js
    Education.js
  /api
    solarData.js
    userManagement.js
    notifications.js
  /utils
    dataProcessing.js
    timeFormatting.js
  /styles
    globalStyles.js
    theme.js
  /redux
    store.js
    /slices
      userSlice.js
      solarDataSlice.js
/public
  /assets
    /images
    /icons
/server
  /routes
  /models
  /controllers
  /middleware
/tests
README.md
package.json
Dockerfile

Plan de Implementación

Configuración del proyecto (1 semana)
- Inicializar el repositorio de Git
- Configurar el frontend de React con create-react-app
- Configurar el backend de Node.js con Express
- Configurar las bases de datos PostgreSQL y Redis
Desarrollo principal del backend (2 semanas)
- Implementar la autenticación de usuarios
- Desarrollar servicios de obtención y procesamiento de datos solares
- Crear endpoints de API RESTful
- Configurar WebSocket para actualizaciones en tiempo real
Marco del frontend (2 semanas)
- Diseñar e implementar los componentes principales de la interfaz de usuario
- Crear diseños receptivos
- Integrar con las API backend
- Implementar la gestión del estado con Redux
Visualización de datos (3 semanas)
- Desarrollar un mapa solar interactivo utilizando D3.js
- Crear herramientas de comparación de datos históricos
- Implementar la transmisión de datos en tiempo real al frontend
Funciones de usuario (2 semanas)
- Construir flujos de registro y inicio de sesión de usuarios
- Desarrollar la configuración de preferencias y alertas de usuario
- Crear funcionalidad de tablero personalizado
Contenido educativo (1 semana)
- Desarrollar la sección de recursos educativos
- Crear un glosario interactivo de términos solares
Pruebas y optimización (2 semanas)
- Escribir y ejecutar pruebas unitarias e de integración
- Realizar optimizaciones de rendimiento
- Realizar pruebas de aceptación de usuario
Implementación y preparación del lanzamiento (1 semana)
- Configurar el entorno de producción
- Configurar la canalización de CI/CD
- Preparar la documentación y las guías de usuario

Estrategia de Despliegue

Utilizar Docker para containerizar la aplicación y garantizar entornos consistentes
Implementar el backend en AWS Elastic Beanstalk para escalabilidad
Alojar el frontend en AWS S3 con CloudFront para una entrega de contenido global
Utilizar AWS RDS para la base de datos PostgreSQL
Implementar ElastiCache para la capa de caché Redis
Configurar AWS CloudWatch para monitoreo y registro
Utilizar AWS Route 53 para la gestión de DNS
Implementar AWS Certificate Manager para SSL/TLS
Configurar grupos de escalado automático para manejar picos de tráfico
Utilizar AWS CodePipeline para integración y despliegue continuos

Justificación del Diseño

La pila tecnológica seleccionada (React, Node.js, PostgreSQL) ofrece un equilibrio entre rendimiento, escalabilidad y productividad del desarrollador. La arquitectura basada en componentes de React permite un desarrollo de interfaz de usuario modular, mientras que Node.js proporciona un backend basado en JavaScript para reutilizar el código. Se seleccionó D3.js para las visualizaciones debido a su potencia y flexibilidad para crear representaciones de datos personalizadas e interactivas. WebSockets permiten la transmisión de datos en tiempo real, fundamental para la información sobre erupciones solares al minuto.

La estructura de archivos modular separa las preocupaciones y promueve el mantenimiento. La containerización con Docker garantiza la coherencia entre los entornos de desarrollo y producción, mientras que la estrategia de implementación en AWS proporciona escalabilidad y confiabilidad para una base de usuarios global.

El enfoque en la personalización del usuario (alertas, tablero) y el contenido educativo apunta a atender tanto a usuarios expertos como a recién llegados al monitoreo de erupciones solares, ampliando el atractivo y la utilidad de la aplicación.