Astronomia dall'Antartide
Negli ultimi anni l'attenzione degli astronomi si è concentrata sull'Antartide.
Una serie di fattori rendono questo continente di particolare interesse per l'osservazione del cosmo. Le temperature estremamente basse (-30°C durante l'estate, -80°C in inverno) determinano un ridottissimo contenuto di vapor d'acqua nell'atmosfera, rendendola trasparente alla banda infrarossa. Per lo stesso motivo l'emissione spontanea (detta di corpo nero) dei telescopi e dell'atmosfera stessa è molto inferiore a quella dei siti temperati.
Sempre a causa della bassa temperatura, l'energia disponibile per alimentare la turbolenza atmosferica è decisamente ridotta. Questo vuol dire che l'atmosfera agisce come una fonte di rumore nelle misure in maniera molto minore rispetto a siti classici per l'astronomia: i valori di seeing a Dome C sembrano essere 1/3 di quelli di La Silla (misure del gruppo francese di Nizza). Questo risulta molto vantaggioso per le misure di fotometria stellare, in cui la precisione raggiungibile da terra è seriamente deteriorata proprio dall'effetto dell'atmosfera.
Infine la lunga durata della notte polare è un fattore decisivo nello studio di fenomeni periodici lenti, come ad esempio i terremoti stellari o i transiti di pianeti extrasolari. Le misure da regioni non polari sono affette dalla caratteristica interruzione giorno-notte, mentre da Dome C, nei mesi di maggio, giugno, luglio è virtualmente possibile osservare le stelle per 24 ore al giorno. L'analisi di dati affetti da interruzioni è notevolmente più complicata e porta con sè errori caratteristici, localizzati soprattutto nella regione delle basse frequenze dove ci si aspetta di trovare il segnale cercato. Una misura prolungata e ininterrotta fornisce un risultato molto migliore.
Tutti questi elementi risultano estremamente promettenti per l'astronomia e rendono Dome C una possibile alternativa a missioni spaziali, ad un costo estremamente inferiore e con il grande vantaggio delle possibilità logistiche e di personale (ad esempio per l'implementazione degli esperimenti e la loro manutenzione).
Il Telescopio
Small IRAIT è un piccolo telescopio da 25 cm, assemblato in Italia. La necessità di un telescopio operativo già nell'inverno 2007 (con un anno di anticipo rispetto all'arrivo del fratello maggior IRAIT) è testare le condizioni per l'acquisizione astronomica durante l'inverno polare.
Seppure non così sofisticato come IRAIT tuttavia è dotato di una serie di accorgimenti che lo rendono particolarmente adatto al funzionamento nell'ambiente polare. Il tubo ottico ha configurazione Cassegrain, con specchio primario da 25 cm e lunghezza focale 3 m. I due motori sono specifici per applicazioni da alto vuoto: questo vuol dire che sono completamente stagni (quindi non c'è rischio di ingresso di neve trasportata dal vento) si surriscaldano in maniera estremamente ridotta e sono in grado di muovere il peso del telescopio a -60°C senza essere riscaldati. Un bel vantaggio, se si pensa che tutte le parti meccaniche sono in metallo, cheè un ottimo conduttore di calore, con la conseguenza che scaldare un motore vuol dire scaldare tutti i 250 Kg del telescopio.
Il sistema di acquisizione è composto da una Camera CCD (FLI MaxCam ME2), focheggiatore di precisione e ruota portafiltri, una coppia di fotometri, una di fotocontatori, un filtro interferenziale tunabile e un filtro dicroico. Tutta questa strumentazione può essere intercambiata al fuoco del telescopio, con il vantaggio di rendere il sistema: ridondante, vale a dire in caso di rottura di uno strumento si può continuare a lavorare con un altro; multifunzione, per permettere differenti modalità di acquisizione astronomica.
Gli strumenti sono contenuti in una scatola dalle pareti in legno (isolante e leggero) ricoperte da metallo e poliuretano per ridurre le perdite di calore per irraggiamento e conduzione. All'interno due riscaldatori (ridondanza!) da 100W ciascuno sono azionati da un controllore di temperatura PID, che permettere di mantenere la stabilità entro 0,2°C. Un controllore gemello (ridondanza!) è all'interno del laboratorio e permette di leggere con continuità la temperatura interna del sistema. Quattro termometri consentono di leggere eventuali differenze di temperatura in posti diversi all'interno dell'oggetto e azionano in caso 2 ventole (ridondanza!) per rimuovere la disuniformità. Tutto il sistema è chiuso da una finestra di vetro ottico che lascia passare la luce e riduce la dispersione di calore. Il contenitore non è in diretto contatto con il metallo del telescopio ma è tenuto separato da uno strato di teflon.
Il telescopio è in corso di installazione nel febbraio-marzo 2007, presso lo shelter BRAIN: tutte le attività a Dome C hanno un container all'esterno, attrezzato come laboratorio riscaldato da cui si controllano gli strumenti.
Obbiettivi Scientifici della Missione
Small IRAIT fornirà un test di misure astronomiche durante la notte polare. Test simili sono stati compiuti negli ultimi anni dal gruppo francese di Astroconcordia, volti principalmente al testing del sito.
Si prevedono 3 obbiettivi principali:
- test strumentali, dal momento che si verificheranno le condizioni di operatività nella notte polare. Grande importanza sarà data agli aspetti di comunicazione e controllo remoto come anche alla possibilità di misure fotometriche ininterrotte per molti giorni.
- Qualificazione del sito, cioè la determinazione dei coefficienti tipici di estinzione atmosferica in più bande, della stabilità della trasparenza durante la notte, della magnutudine limite del cielo a differenti ore del giorno e in diversi giorni dell'anno.
- Misure di sismologia stellare e fotometria in generale. Si cercherà di determinare il livello di rumore caratteristico del sito e l'ampiezza minima delle oscillazioni stellari che si possono rivelare con un giorno di misure. Si tenterà anche la fotometria su ammassi di stelle (gruppi di migliaia di stelle insieme) allo scopo di evidenziare le eclissi causate da pianeti extrasolari.
Lavori in corso
L'installazione del telescopio è avvenuta nel mese di febbraio, grazie all'aiuto di Pietro, Beppe e ovviamente Christophe alla guida della pala meccanica. Il telescopio è stato imbracato, sollevato di peso e trasportato fino alla piazzola Brain, dove è stato appoggiato su una pedana di legno poggiata direttamente sulla neve. Dopo il posizionamento sono iniziati i lavori di montaggio delle componenti meccaniche e ottiche. I primi ad essere assemblati sono stati i gruppi di trazione nei due assi. I motori hanno dimostrato un'ottima capacità di movimento anche a -60°C senza essere riscaldati: tutti gli ingranaggi sono stati lubrificati son un particolare grasso che resta fluido anche a temperature molto basse. Una periodica pulizia delle trazioni è necessaria, perchè la neve si deposita ovunque e, impastandosi con il grasso, ne diminuisce le prestazioni. Operando con un getto di aria calda (ad esempio con le pistole per guaine termostringenti), è opportuno riscaldare a lungo le meccaniche, per evitare che la neve fonda e si ricondensi in forma di ghiaccio (molto più tenace) negli interstizi.
|
