Sorrentino, Autore presso Orbiter

Un telescopio, due specchi

da Sorrentino | Nov 12, 2016 | Astronomia, Primo Piano

Il prototipo italiano di un nuovo telescopio per astronomia gamma, caratterizzato dalla innovativa configurazione a due specchi, mai realizzata prima per uno strumento di questo tipo, ha dimostrato di poter restituire immagini con risoluzione angolare costante su un grande campo di vista. I test sono stati effettuati nella stazione osservativa dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) di Catania, alle pendici dell’Etna, e il telescopio che le ha superate a “pieni voti” è il risultato del progetto “Bandiera” ASTRI (Astrofisica con Specchi a Tecnologia Replicante Italiana), finanziato dal Ministero dell’’Istruzione, Università e Ricerca (MIUR) e con fondi assegnati successivamente nella Legge di Stabilità 2015. Entrambi i programmi sono guidati da INAF per consolidare lo studio dell’Universo gamma all’interno di un più ampio progetto internazionale, ancora in fase di pre-costruzione, ovvero il Cherenkov Telescope Array (CTA). CTA sarà il più potente osservatorio per raggi gamma di altissima energia mai costruito e sarà dislocato in due siti, uno per ciascun emisfero. L’osservatorio nell’emisfero australe sarà collocato in Cile, nel deserto di Atacama (vicino ai telescopi ottici più grandi del mondo quali il VLT e l’E-ELT dell’ESO) mentre quello nell’emisfero boreale sarà installano a La Palma, nelle isole Canarie, dove c’è già il Telescopio Nazionale Galileo, oltre ai telescopi Cherenkov MAGIC. Inoltre, il “quartiere generale” che coordina le operazioni di CTA sarà ospitato a partire dall’inizio del 2017 presso la sede INAF di Bologna.

L’Istituto Nazionale di Astrofisica guida la partecipazione Italiana alla realizzazione di CTA, che comprende anche l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e un gruppo di Università, con un contributo globale superato solamente dalla Germania. Con ingenti investimenti in termini economici e di personale coinvolto, l’INAF ha fornito una soluzione tecnica originale e innovativa che ha permesso di progettare e sviluppare il prototipo appena testato, le cui repliche, solo leggermente perfezionate, andranno a costituire il primo gruppo di telescopi Cherenkov di piccola taglia in Cile, i cosiddetti Small Size Telescope (SST). Si prevede la costruzione di un gruppo tra nove e quindici di tali strumenti, tre dei quali saranno già operativi nel 2018. INAF non sarà solo in questa sfida ma lavorerà in sinergia con l’Università brasiliana di São Paulo e FAPESP (Brasile), con la North-West University (Sud-Africa). L’INFN, che è coinvolto principalmente nella costruzione dei telescopi Cherenkov di medie e grandi dimensioni, collaborerà a questo progetto studiando il sistema di comunicazione tra i diversi telescopi di piccole dimensioni che andranno a costituire l’ASTRI mini array. Il prototipo ASTRI, già completamente qualificato dal punto di vista meccanico, è stato sottoposto a prove ottiche dalle quali è emerso che la risoluzione sul suo piano focale è costante su tutto il campo di vista. Un campo di vista assai esteso, che copre un’ampiezza angolare di ben 10 gradi, pari a venti volte il diametro apparente della Luna piena. Il telescopio ha quindi mostrato una capacità di ottenere immagini nitide rispetto ai requisiti dei telescopi Cherenkov su tutto il grande campo di vista che lo caratterizza.

«Il telescopio è stato costruito per la prima volta in assoluto con questa speciale configurazione Schwarzschild-Couder» dice Giovanni Pareschi, della sede di Brera dell’INAF e responsabile del progetto ASTRI. «Il suo nome si deve a due grandi astronomi che, per primi, all’inizio del ‘900, suggerirono questa soluzione a largo campo in grado di dare una risposta costante su tutta l’apertura del telescopio. All’epoca furono soprattutto le difficoltà tecnologiche a non permettere di realizzare questo tipo di telescopio. D’altra parte l’osservazione degli sciami tramite effetto Cherenkov, dovuti ai fotoni gamma di energia più alta, ha proprio bisogno di un campo di vista molto ampio su cui si riesca a raccogliere un numero sufficiente di eventi per interpretarne la morfologia. Non solo, è anche la prima volta che si porta a completamento un telescopio Cherenkov con la configurazione a due specchi. Il risultato appena ottenuto è molto importante perché ci permette di passare senza indugio alla fase successiva e cioè installare la camera scientifica e ottenere la prima luce Cherenkov del telescopio, prevista entro i primi mesi del 2017.»

In attesa della prima luce, quindi, L’Istituto Nazionale di Astrofisica continua a lavorare alacremente su tutti i fronti del progetto CTA: la comunità astronomica è in fermento perché entro pochi anni avrà a disposizione uno strumento senza precedenti per sondare i fenomeni più violenti che avvengono nell’Universo.

(nella foto all’interno dell’articolo: rendering del mini array di nove repliche di ASTRI presso il deserto di Atacama: crediti: Antonio Stamerra)

Pianeti abitabili? Difficile

da Sorrentino | Nov 10, 2016 | Astronomia, Primo Piano, Ricerca

Uno studio in collaborazione fra Cnr, Inaf e British Columbia University di Vancouver, pubblicato sull’International Journal of Astrobiology, ha introdotto un nuovo indice di abitabilità per gli esopianeti, confermando che il limite termico per lo sviluppo della vita complessa è più stretto di quello legato alla presenza di acqua liquida, normalmente assunta come criterio in analogia alle condizioni terrestri. La ricerca di vita in pianeti al di fuori del Sistema Solare (esopianeti) può basarsi solamente sul rilevamento di tracce biologiche eventualmente presenti nell’atmosfera planetaria, non essendo possibili analisi in situ. Misure spettroscopiche delle atmosfere planetarie sono già possibili per pianeti giganti gassosi e si prevede che nei prossimi anni lo diventeranno anche per pianeti rocciosi, così da stimarne la potenziale abitabilità. È pertanto importante prepararsi alla sfida, al fine di selezionare i miglior candidati per la ricerca di biomarcatori atmosferici. La ricerca, condotta in collaborazione fra Consiglio nazionale delle ricerche (Antonello Provenzale, direttore dell’Istituto di geoscienze e georisorse del Cnr), l’Osservatorio astronomico di Trieste dell’Istituto nazionale di astrofisica (Oats-Inaf) (Laura Silva, Giuseppe Murante e Giovanni Vladilo) e Università della British Columbia a Vancouver in Canada (Patricia M. Schulte, Dipartimento di zoologia), ha introdotto un nuovo indice di abitabilità basato su limiti di temperatura superficiale che permettano la presenza di ‘vita complessa’, ovvero organismi in grado di generare biomarcatori atmosferici. Il lavoro è stato pubblicato sull’International Journal of Astrobiology.

“Dato il ruolo essenziale che l’acqua ha sulla vita terrestre, la definizione di abitabilità di un pianeta normalmente utilizzata si basa sulle condizioni necessarie per la presenza di acqua liquida sulla superficie. L’acqua allo stato liquido esiste però entro dei limiti di temperatura che non riflettono necessariamente quelli della vita complessa: in particolare, i limiti termici degli organismi in grado di produrre biomarcatori atmosferici sono più stretti”, spiega Antonello Provenzale del Cnr. “Le stime indicano che la quasi totalità di tali organismi, nonché dei cianobatteri in grado di produrre ossigeno atmosferico, sono racchiusi nell’intervallo tra 0 e 50°C: da un’attenta analisi dei meccanismi di risposta termica biologica, dal livello molecolare fino a quello della vita complessa, si deduce che tale intervallo è probabilmente appropriato per le forme di vita con metabolismo aerobico che usino acqua come solvente, come gli organismi terrestri”.

Analogamente a quanto avviene negli studi degli effetti del cambiamento climatico su diverse specie viventi, per la definizione del nuovo indice di abitabilità sono stati esplorati i limiti termici degli organismi poikilotermi, ovvero i più sensibili alle variazioni della temperatura ambientale. “L’abitabilità planetaria basata su questa nuova definizione è stata stimata mediante l’uso di un recente modello climatico semplificato per pianeti di tipo terrestre, che combina un’accurata descrizione del trasporto di calore in funzione della latitudine con una stima del trasporto di energia sulla verticale mediante l’utilizzo di modelli dei processi radiativi e convettivi che avvengono nella colonna atmosferica”, illustra Laura Silva di Inaf.

I risultati indicano “che la zona abitabile così ottenuta risulta essere più stretta di quella classica. In particolare, alti valori di insolazione massima talvolta accettati nelle stime di abitabilità risultano incompatibili con i limiti termici della vita complessa”, aggiunge Provenzale. Inoltre, “le caratteristiche dell’atmosfera influenzano fortemente i gradienti di temperatura latitudinali del pianeta, la variabilità stagionale, la possibilità di sviluppo di vita complessa e anche la dose di radiazione superficiale indotta da raggi cosmici galattici. Pianeti con bassi valori della massa della colonna atmosferica sono caratterizzati da grandi escursioni di temperatura e alte dosi di radiazione, che potrebbero indurre un eccessivo tasso di evoluzione darwiniana”, conclude Provenzale. “Si conferma, quindi, come nella stima dell’abitabilità extrasolare sia necessario considerare le proprietà delle atmosfere planetarie, oltre che le caratteristiche orbitali dei pianeti, e valutare attentamente i limiti termici, più stringenti rispetto alla semplice presenza di acqua liquida”.

Nuovo Osservatorio Ionosferico

da Sorrentino | Nov 10, 2016 | Primo Piano, Ricerca, Servizi Satellitari, Stazione Spaziale

Inaugurato il nuovo Osservatorio Ionosferico in Argentina, a Bahia Blanca, provincia di Buenos Aires, equipaggiato con una ionosonda chiamata AIS-INGV, sviluppata nei laboratori della sezione Roma2 dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV). Comincia così, grazie alla collaborazione tra l’università di Bahia Blanca, INGV e il suo spin-off SpacEarth, l’attività sperimentale in un nuovo Osservatorio Ionosferico in Argentina. L’INGV collabora con la Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional di Tucumán (UTN-FRT) sin dal 2006, con l’installazione di una prima ionosonda AIS-INGV a Tucumán già l’anno successivo. Dal 2013 la collaborazione si è estesa anche alla Facultad Regional de Bahia Blanca (UTN-FRBB) e l’impegno di tutte le parti ha portato all’attuale risultato. La ionosfera è quella parte di atmosfera compresa tra 50 e circa 1000 km di altezza dal suolo in cui gli elettroni liberi influenzano la propagazione delle onde elettromagnetiche nella banda HF. Inoltre anche i segnali GPS (segnali satellitari per il radio posizionamento con frequenza assai più elevata della banda HF) che la attraversano possono essere alterati dalla presenza di disomogeneità nella ionosfera stessa. La ionosfera è caratterizzata da una densità di elettroni liberi dipendente da vari fattori come l’altezza, la stagione, l’ora del giorno, l’attività solare la cui conoscenza è di primaria importanza per varie discipline, prima fra tutte la meteorologia spaziale (space weather). Gli studi ionosferici hanno il duplice scopo di far conoscere meglio una parte dell’ambiente Terra-Sole in cui viviamo e operiamo e, contemporaneamente, aiutano a sfruttare meglio le proprietà di questo mezzo nella sua interazione con le onde elettromagnetiche. Le caratteristiche della ionosfera sono estremamente interessanti nelle zone equatoriali dove la dinamica ionosferica riveste particolare importanza. Osservatori ionosferici in tali zone permettono misure con caratteristiche diverse rispetto a quelle ottenute in osservatori ionosferici italiani (medie latitudini). Da qui la collaborazione tra Italia e Argentina per l’installazione di un osservatorio a San Miguel de Tucumán, situato poco al di sotto dell’equatore, a circa 26° di latitudine sud. La limitata presenza di osservatori che forniscono dati pubblici in tempo reale In America latina ha stimolato, quindi, la creazione di un secondo osservatorio inosferico a Bahia Blanca. In entrambi i casi l’INGV ha fornito lo strumento di misura (ionosonda) oggetto di brevetto italiano nel 2004 e denominato AIS-INGV. La ionosonda è lo strumento più diffuso per lo studio della ionosfera da terra. E’ un un radar HF in grado di determinare la posizione delle regioni ionosferiche e la loro evoluzione. E’ costituita da un sistema di trasmissione, di ricezione e analisi del segnale e da una coppia di antenne di grandi dimensioni (40m x 25m) attraverso cui il segnale a radio frequenza viene inviato verticalmente nella ionosfera e ricevuto, una volta riflesso.

Lo strumento effettua misure 24 ore su 24 con elaborazione dei dati in tempo reale visibili al link: https://ionos.ingv.it/BAHIABLANCA/latest.html

COSMO-SkyMed varo finale

da Sorrentino | Nov 8, 2016 | Industria, Primo Piano, Programmi, Servizi Satellitari

Thales Alenia Space ha firmato con l’Agenzia Spaziale Italiana un ulteriore atto aggiuntivo al contratto per il programma COSMO-SkyMed Second Generation (CSG). Il valore globale della tranche addizionale ammonta a circa 77 Milioni di Euro ed è di fondamentale importanza perché servirà al completamento delle attività del Programma. In dettaglio, il valore della quota relativa a Thales Alenia Space Italia è di 66 Milioni di Euro, di 11 Milioni quella invece per le attività di Telespazio. Nel programma CSG, Thales Alenia Space Italia è l’industria responsabile di tutto il Sistema e della realizzazione dei due satelliti che costituiscono la componente spaziale di esso, mentre Telespazio ha la responsabilità della progettazione e sviluppo del segmento di terra e del segmento di logistica integrata e operazioni. Leonardo Finmeccanica partecipa inoltre al programma fornendo sensori di assetto ed equipaggiamenti allo stato dell’arte per la regolazione e la distribuzione della potenza elettrica al satellite. In particolare, questa firma dà avvio alla Fase D2/E1 del Programma, cioè alle attività necessarie per il completamento della costruzione del secondo satellite (FM-2), il lancio di entrambi i satelliti e la verifica e validazione operativa dell’intero Sistema con i due satelliti dispiegati in orbita. La componente spaziale del Sistema è costituta da due satelliti, il cui lancio è previsto entro il 2018 per il primo satellite ed un anno dopo per il secondo. Questi satelliti costituiscono lo stato dell’arte, a livello europeo e mondiale, per le tecnologie adottate e le soluzioni ingegneristiche realizzando, insieme al segmento di terra, le migliori prestazioni dei servizi di osservazione radar dallo spazio, in termini di precisione, caratteristiche e qualità delle immagini, versatilità dei servizi “user-driven”, atte a soddisfare le esigenze applicative “duali” da parte di comunità di Utenti scientifici, commerciali e governativi. Il programma COSMO-SkyMed, fin dal lancio del primo satellite nel 2007, costituisce un eccezionale strumento di osservazione del nostro pianeta, e contribuisce con le sue innovative capacità operative al monitoraggio continuo della superficie terrestre, alle necessità relative alla sicurezza, alla gestione degli eventi naturali, come testimoniato di recente dalle attività per la valutazione dei danni e il supporto agli interventi di soccorso a seguito dei terremoti che hanno colpito l’Italia Centrale. Lo sviluppo della Seconda Generazione di COSMO-SkyMed garantirà un vero e proprio salto generazionale in termini di tecnologia, prestazioni e vita operativa del sistema e di conseguenza sarà rafforzata la leadership italiana a livello mondiale nel settore dell’Osservazione della Terra. Saranno altresì ampliate le partnership internazionali di interesse strategico e prioritario come quelle già in atto con Francia e Polonia.

COSMO-SkyMed, finanziato dall’ASI, dal Ministero della Difesa e da Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca Scientifica, è il primo sistema di osservazione satellitare della Terra concepito per scopi duali, cioè civili e militari. I suoi quattro satelliti “scrutano” ogni angolo della Terra dallo spazio, giorno e notte, con qualsiasi condizione meteo grazie ai radar ad alta risoluzione in banda X. Il programma è stato completamente realizzato con la partecipazione e la valorizzazione delle principali aziende nazionali del settore aerospaziale, coadiuvate da un numero significativo di Piccole e Medie Imprese. Thales Alenia Space Italia è la società Capo Commessa, responsabile dell’intero sistema, comprensivo del segmento spaziale e terreno. Telespazio ha realizzato l’intero segmento di terra del sistema ed ospita presso il Fucino il Centro di Controllo della Costellazione

Alla ricerca di vita intelligente

da Sorrentino | Nov 8, 2016 | Astronomia, Primo Piano, Programmi

Prime osservazioni del radiotelescopio australiano Parkes, entra a far parte del progetto “Breakthrough Listen” per la ricerca di vita intelligente oltre la Terra, di durata decennale e di 100 milioni di dollari di investimento, promosso nel 2015 dall’imprenditore di Internet Yuri Milner e sostenuto dallo scienziato Stephen Hawking. Il telescopio Parkes si unisce al Green Bank Telescope (GBT) in West Virginia e l’Automated Planet Finder (APF) sito a Lick Observatory in California, nella loro indagine per determinare se esistano altre civiltà che hanno sviluppato tecnologie simili alle nostre. Il radiotelescopio Parkes fa parte del National Facility Australia Telescope, di proprietà e gestito dall’australian Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO). L’adesione del Pakes Radio Telescope al progetto Breakthrough Listen permette l’accesso ad una vasta parte di cielo in precedenza preclusa: il cielo dell’emisfero sud è infatti ricco di possibili obiettivi, come il centro della nostra Via Lattea, vaste aree del piano galattico, e numerose altre galassie nel vicino universo. La parabola del Parkes svolge anche un ruolo iconico, avendo ricevuto le prime trasmissioni dalla superficie di un altro mondo, la Luna quando vi hanno messo piede gli astronauti dell’Apollo 11. «Il radiotelescopio Parkes è una delle orecchie del pianeta Terra – ha detto Yuri Milner – e ora sono in ascolto per ascoltare eventuali segni di altre civiltà».