ASTRONOMIA/ Un cuore italiano per il più grande radiotelescopio del mondo

- int. Francesco Rampini, int. Gianpietro Marchiori

In Cile verrà realizzato il più grande radiotelescopio del mondo, con tanta tecnologia italiana, come ci spiegano GIANPIETRO MARCHIORI e FRANCESCO RAMPINI

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Le prime antenne che comporranno Alma (Foto Alma)

Nella regione del deserto di Atacama, nel nord del Cile, in uno dei luoghi più secchi della Terra, sono collocati alcuni tra i più importanti centri di osservazione astronomica del mondo e in essi pulsa la tecnologia e la creatività italiana grazie a Eie, società che opera a livello internazionale nel campo dell’ingegneria sistemica e della meccatronica, con particolare specializzazione nei prodotti ad alto contenuto tecnologico. I tre maggiori telescopi sono: il Ntt (New tecnology telescope), a La Silla, del quale Eie ha progettato e realizzato l’edificio; il Vlt (Very large telescope), sul Cerro Paranal, che è il più potente telescopio al mondo, costituito da 4 telescopi del diametro di 8,2 metri, che Eie ha progettato e realizzato e Alma, a Chajnantor, che sarà prossimamente il più grande radiotelescopio mondiale. Proprio di quest’ultimo e dei futuri progetti abbiamo parlato con Gianpietro Marchiori e Francesco Rampini, rispettivamente amministratore/presidente e responsabile del settore Engineering e Design di Eie.

Quali sono le principali caratteristiche di Alma?

Alma, che sta per Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, è un radiotelescopio composto da 66 antenne di 12 metri di diametro, frutto di una collaborazione internazionale tra Europa, Stati Uniti e Giappone. È attualmente in costruzione in Cile, nel deserto di Atacama, e opererà a un’altitudine di 5.000 metri sopra il livello del mare. Sarà il più grande strumento astronomico al mondo dei prossimi anni. Dotato di un’alta risoluzione e accuratezza, darà la possibilità agli scienziati di “vedere” al di là dei nostri occhi e sentire al di là delle nostre orecchie, aprendo una nuova finestra sull’universo. Una finestra straordinaria, perché permetterà di svelare antichi e importanti misteri dell’astronomia. Aiuterà a indagare sull’origine del cosmo. L’universo è costituito, infatti, per l’85% da materia oscura, cioè non ancora identificabile con i mezzi oggi a disposizione, e Alma, operando a frequenze diverse, ci darà la possibilità di svelare parte di questo universo sconosciuto.

Per poter consentire tutto questo ci vorranno strumenti molto affidabili…

Sì, le radio antenne di Alma sono strumenti altamente tecnologici. In particolare, le antenne europee sono costituite da pannelli in nickel supportati da una struttura in fibra di carbonio che permette allo strumento di essere al contempo molto leggero, molto rigido e molto più stabile rispetto alle variazioni di temperatura, per ottenere un’accuratezza dello specchio principale inferiore ai 25 millesimi di millimetro. Il tutto viene guidato da un sofisticato sistema di controllo costituito da un sistema di motori lineari (cioè senza contatto meccanico) e un sistema metrologico che corregge in real time le deformazioni della struttura dovute alla temperatura e al vento. Questo consente allo strumento di seguire la sorgente con un errore di puntamento inferiore a 0.0002 gradi.

Perché è stata scelta quella particolare location?

Il Cile è considerato il miglior sito astronomico al mondo. L’Eso (European southern observatory), l’ente astronomico europeo costituito da 15 paesi europei più il Brasile, da molti anni lo usa come base per l’installazione dei suoi strumenti. Qui ci sono 360 giorni all’anno di cielo senza nuvole e la percentuale di umidità è molto bassa. Il cielo è terso perché continuamente “pulito” dai venti provenienti dall’Oceano Pacifico e, dato che i siti scelti sono lontani dalle città, l’inquinamento luminoso è praticamente inesistente. Tutte queste caratteristiche comportano un “seeing” (si tratta di un parametro di misura dei disturbi dovuti all’atmosfera e all’ambiente circostante) molto basso e quindi ottimale per le osservazioni astronomiche.

Come sta procedendo la realizzazione? A che punto siete?

Come dicevamo, Alma è costituito da 66 antenne, 25 europee, 25 americane e le restanti giapponesi. Le prime antenne stanno arrivando finalmente ai 5.000 metri pronte per iniziare a scrutare il cielo. In questi giorni ha avuto luogo con successo l’accettazione della prima antenna europea. Accettazione avvenuta dopo ben sette mesi di test condotti da Eie in Cile sotto il controllo dei tecnici e degli astronomi di Eso. L’antenna europea, di progettazione completamente italiana (tutto è stato sviluppato dal team di ingegneria di Eie), si è rilevata ottima, ricevendo i complimenti dalla comunità scientifica.

Quando sarà terminata la costruzione e potranno iniziare le osservazioni?

Fin da subito lo strumento, per le sue capacità di puntamento, ha suscitato l’interesse degli astronomi che, dopo un ulteriore breve periodo di collaudo, avranno la possibilità a partire da settembre di quest’anno di iniziare le prime ricerche scientifiche. A breve ci sarà la consegna della seconda antenna e di seguito le altre. La costruzione terminerà nella primavera del 2013 e quindi a quel punto il radiotelescopio sarà pronto con tutta la sua potenza di osservazione.

Quali sono i principali attori del progetto e come si è sviluppata la collaborazione?

Il consorzio europeo al quale Eso ha affidato la costruzione delle sue 25 antenne è costituito da quattro società: Thales Alenia space Francia e Italia, Mtm – Germania, Eie – Italia. All’interno del consorzio, Eie è responsabile di tutta l’ingegneria, della costruzione delle più sofisticate componenti che consentono la movimentazione e il controllo globale dell’antenna, nonché della fase di test delle antenne. Il progetto Alma è iniziato nel luglio 1999 con un consorzio tutto italiano tra cui appunto l’Eie, che aveva sviluppato e concepito il design dello strumento. In seguito, causa l’uscita di scena di uno dei due membri del consorzio, a Eie si è unita Alcatel Space. Insieme è stato realizzato il primo prototipo che è stato installato e testato con successo in New Mexico.

Dopo cosa è successo?

Lo strumento è stato quindi provato dagli scienziati per due anni e, in seguito, visti i buoni risultati, è stata affidata al consorzio europeo – al quale nel frattempo si sono aggiunte l’Alenia e la Mtm tedesca – la costruzione delle 25 antenne di serie. Lo strumento è frutto di una stretta collaborazione europea. Se la progettazione, infatti, è tutta italiana, le varie parti che lo compongono provengono da tutta Europa. La struttura in acciaio proviene dalla Spagna, le parti in fibra di carbonio dalla Francia, la fibra di carbonio viene trattata in Gran Bretagna, poi ci sono componenti che arrivano da Germania, Svizzera, Danimarca e Romania.

La vostra società ha recentemente conseguito un altro grande risultato con la progettazione dell’European extremly large telescope (E-Elt): come pensate di affrontare un’impresa così imponente?

Eie da oltre 25 anni lavora in ambito astronomico. Oltre ai già citati Ntt, Vlt e Alma, Eie ha progettato e realizzato anche altri importantissimi strumenti astronomici quali Lbt, Large binocular telescope, il più grande telescopio al mondo costituto da due grandi specchi di 8,4 metri montati su un’unica struttura, e altri strumenti, quali Vista, un telescopio che lavora nel campo dell’infrarosso e Vst, un “piccolo” telescopio (3 metri di diametro) utilizzato quale strumento di prima ricerca per il potente Vlt. Grazie a questo lavoro e alle conoscenze acquisite e grazie soprattutto all’efficacia dimostrata dagli strumenti fin qui progettati, dal 2006 Eie è stata chiamata a una nuova importante sfida: la progettazione e costruzione di E-Elt un telescopio gigantesco da 39 metri di diametro. Un telescopio di questo tipo rappresenta una sfida importante, perché oltre a richiedere una continua ricerca tecnologica per avere il meglio che c’è nel mondo industriale, richiede anche che vengano studiate nel minimo dettaglio le tecniche di trasporto, assiemaggio e management

Si tratta effettivamente di una struttura imponente…

A parte la struttura che supporta questo enorme specchio, anche l’edificio che lo contiene è senza precedenti. Un edificio grande come uno stadio di calcio, che ha però il compito di preparare al meglio le fasi di osservazione del telescopio, filtrando e controllando i flussi dell’aria che lo attraversano e la temperatura di tutta la struttura, affinché il lavoro degli astronomi non sia disturbato e la potenza di osservazione sia garantita al meglio delle sue possibilità.

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