Occhi infrarossi italiani in Antartide

È in viaggio per l’Antartide la camera infrarossa Amica, frutto di una collaborazione scientifica e tecnologica internazionale che vede in prima linea i ricercatori dell’Osservatorio astronomico Inaf “Vincenzo Cerulli” di Teramo (Collurania). Speciali occhi infrarossi verranno installati al telescopio Maffei (Irait) piazzato nel cuore del continente di ghiaccio, nel corso della XXVI spedizione italiana del […]

È in viaggio per l’Antartide la camera infrarossa Amica, frutto di una collaborazione scientifica e tecnologica internazionale che vede in prima linea i ricercatori dell’Osservatorio astronomico Inaf “Vincenzo Cerulli” di Teramo (Collurania). Speciali occhi infrarossi verranno installati al telescopio Maffei (Irait) piazzato nel cuore del continente di ghiaccio, nel corso della XXVI spedizione italiana del Programma Nazionale di Ricerche in Antartide, tra alcune settimane. Un team di tecnologi e astrofisici italiani dell’Istituto Nazionale di Astrofisica, guidati dal professor Oscar Straniero, direttore dell’Osservatorio Inaf “Vincenzo Cerulli” di Teramo, ha realizzato una camera infrarossa (Amica) che verrà inserita sul fuoco Nasmyth del telescopio. I ricercatori della Specola di Collurania stanno per intraprendere il loro viaggio verso il cuore del continente Antartico, la base Concordia a “Dome C” dove parteciperanno alle fasi finali dell’istallazione del telescopio insieme ai loro colleghi perugini e francesi. Il Programma Nazionale di Ricerche in Antartide (PNRA) è attivo in Antartide presso la stazione scientifica Zucchelli, sul Mare di Ross, e la base italo-francese Concordia, sul plateau antartico da 26 anni. Manca poco più di un mese all’arrivo del personale estivo e dei nuovi invernanti. L’imminente campagna antartica italiana contribuirà a scrivere una nuova interessante pagina di astronomia infrarossa, anche grazie all’Osservatorio di Teramo. “Si è recentemente deciso di cambiare il nome del telescopio, da Irait a Maffei, dopo la sua scomparsa” – conferma il prof. Straniero. Il plateau continentale antartico offre opportunità uniche per la ricerca scientifica. Il Programma Nazionale di Ricerche in Antartide (PNRA) e l’Istituto Polare Francese (IPEV) firmarono nel 1993 un accordo di cooperazione per la costruzione della stazione “Concordia” nella località di Dome C. La stazione Concordia è aperta dal 2005 alla comunità scientifica internazionale. Un sito vantaggioso, situato a 1.100 km dalla base francese Dumont d’Urville e a 1.200 km dalla base italiana Mario Zucchelli, la stazione permanente Concordia si trova sul plateau continentale antartico ad un’altitudine di 3.233 m a 75° 06′ S e 123° 21′ E. Il progetto internazionale consta di tre sottosistemi indipendenti ma coordinati.

Il primo progetto è il telescopio guidato da Perugia (Maurizio Busso e Gino Tosti), il secondo è la camera Amica, guidato da Teramo (Oscar Straniero e Mauro Dolci), il terzo è la camera Camistic, guidato da Saclay (CEA, l’equivalente francese del nostro Enea) con i responsabili Gilles Durand e Pierre-Olivier Lagage. Quest’ultimo sottosistema si è aggiunto recentemente e terminerà nel 2011 completando la dotazione strumentale del telescopio. Amica lavora da 1 a 25 micron (infrarosso termico, vicino e medio), mentre Camistic lavora a 200-400 micron (infrarosso lontano o submillimetrico). Tre sono i manager dei relativi sottosistemi (Tosti, Dolci e Durand) e tre i responsabili scientifici, Busso e Straniero per l’Italia e Carlos Abia dell’Università di Granada in rappresentanza della Spagna che ha finanziato una parte del telescopio in cambio del tempo di utilizzo scientifico. Collurania guida un team composto da ricercatori Inaf di quattro diversi istituti: Padova, Torino, Milano e ovviamente Teramo. Il tutto è fatto in stretta collaborazione con le agenzie polari, quella italiana (PNRA) e quella francese (IPEV), che gestiscono le basi antartiche, i trasporti e la logistica, finanziando parte dei progetti. Lungo è l’elenco degli enti finanziatori pubblici e privati. “Sommando Irait, Amica e Camistic, il costo sarà di circa 2 milioni di euro – rivela il prof. Straniero – dei quali poco meno di 800-900 mila euro solo per la camera Amica che dei tre è il progetto più tecnologicamente avanzato”. La partenza delle ottiche e della camera infrarossa Amica per il telescopio, come previsto, è avvenuta per nave, con sosta intermedia a Hobarth (Tasmania) ed arrivo alla base francese di Dumont d’Urville sulla costa antartica.

Le ottiche del telescopio e le altre attrezzature raggiungono Dome C via terra, utilizzando l’efficiente sistema di trasporti cingolati che garantisce i rifornimenti alla postazione scientifica sita a 3.233 metri di quota, a 1.500 Km dalla storica base italiana “Zucchelli” a baia Terranova. Fino al cuore dell’Antardide, con temperature invernali fino a meno 80°C, ad otto giorni di traversata dalla costa. Durante la campagna estiva 2008-2009 a Dome C, IRAIT (Italian Robotic Antarctic Infrared Telescope) è stato quasi interamente assemblato. La prossima campagna vedrà il montaggio delle ottiche e l’inizio delle osservazioni nell’infrarosso, a frequenze non accessibili all’occhio umano e per le quali l’atmosfera terrestre è quasi completamente opaca. Per questo motivo IRAIT è stato ideato per l’Antartide dove le eccezionali caratteristiche dell’atmosfera (temperatura e umidità molto basse, venti laminari, spessore ridotto) forniscono una trasparenza all’infrarosso molto maggiore che nei siti temperati. I principali campi di osservazioni di IRAIT saranno le nebulose di formazione stellare, le fasi finali della vita delle stelle, specialmente quelle di luminosità variabile, i pianeti extrasolari (http://planetquest.jpl.nasa.gov/). Oltre al supporto scientifico in diversi campi dell’astrofisica (formazione stellare, stelle fredde, supernovae, nuclei galattici attivi) la Specola di Collurania ha realizzato gli occhi del telescopio in grado di osservare il secco e trasparente cielo antartico, d’estate e d’inverno, grazie ai due rivelatori sensibili alla fredda luce infrarossa. “L’astronomia italiana – sottolinea il prof. Gino Tosti dell’Università di Perugia, responsabile della progettazione e realizzazione del telescopio – trova nei nostri scienziati la sua testa di diamante nella ricerca astrofisica antartica. L’Osservatorio Inaf di Teramo guida il consorzio internazionale di ricerca per la realizzazione della Camera Amica e ha fornito vari altri contributi scientifici e tecnologici nello sviluppo del telescopio che tra alcuni mesi vedrà la prima luce dalla base italo-francese Concordia”. Il montaggio definitivo e i test di tutti i sottosistemi ottici, meccanici ed elettronici, verranno effettuati in situ da una squadra internazionale formata da ricercatori Italiani e francesi, tra cui i due scienziati di Collurania. Per il progetto Amica, alla cui realizzazione hanno partecipato imprese italiane e straniere, l’Osservatorio di Collurania (una delle 12 Specole d’Italia) ha messo in campo le sue migliori risorse umane e tecnologiche appositamente antarticizzate. Il telescopio e la sua strumentazione di piano focale devono funzionare nelle condizioni ambientali più estreme. Naturalmente anche i nostri scienziati si sono dovuti preparare grazie a uno speciale programma di addestramento. L’obiettivo principale della missione europea è di dimostrare le potenzialità del sito antartico per l’astronomia infrarossa in vista della realizzazione di un telescopio più grande e potente. L’idea e il progetto originale di sfruttare a pieno queste potenzialità con un telescopio dedicato, furono concepiti nel 1990 dal professor Paolo Maffei, già docente di astrofisica, professore emerito dell’Università di Perugia, e da Gino Tosti. Ma per diversi motivi si è potuto concretizzare solo a partire dal 2001 anno in cui il professor Maurizio Busso, che ha preso il posto di Maffei (recentemente scomparso), e lo stesso Tosti, ottennero dal PNRA il finanziamento necessario per realizzare una versione aggiornata del telescopio. IRAIT è il primo telescopio infrarosso installato sull’altipiano Antartico, dove Italia e Francia hanno realizzato una base permanente, aperta anche durante il freddissimo e buio inverno antartico. L’osservatorio fornirà preziose informazioni sull’operabilità di strumentazione scientifica in condizioni estreme. Tale attività si inserisce all’interno di ARENA una rete di istituzioni, laboratori e industrie di sette Paesi europei (Belgio, Francia, Germania, Italia, Portogallo, Spagna, Regno Unito) e dell’Australia, finanziata dalla Commissione Europea nell’ambito del VI programma quadro, che ha come scopo lo studio di grandi strumentazioni per l’Antartide. Irait è un telescopio di 80 cm di diametro progettato per poter operare fino a temperature inferiori ai -80 gradi Celsius. Alla sua realizzazione hanno collaborato il Dipartimento di Fisica dell’Università di Perugia, l’INAF (Collurania capofila), il CEA di Saclay (Francia), l’Università di Granada (Spagna), il CSIC di Barcellona (Spagna) e numerose industrie nazionali e internazionali. Ringraziamo l’Osservatorio astronomico Inaf di Teramo, il PNRA e tutti i ricercatori dell’impresa. Quest’anno il team di IRAIT sarà composto da quattro persone: due italiani più due francesi. “Dalla Specola di Teramo – rivela il direttore Oscar Straniero – dovrebbe andare Angelo Valentini che ha già partecipato alla scorsa campagna: la partenza è prevista per la metà di novembre”. Per la cronaca, come informa Stefano Di Battista, è stato schiantato il record storico di temperatura a Concordia. Il 4 luglio 2010 (3 luglio secondo l’orario locale) la colonnina di mercurio è scesa a meno 83,9°C battendo il precedente meno 81,9°C risalente al 3 settembre 2007. Si tratta del secondo valore mai registrato nella regione di Dome C, dove dal 1980 è operativa anche una stazione automatica americana: qui, il 26 agosto 1982, i sensori si fermarono a meno 84,6°C. La comunità scientifica internazionale è chiamata a sensibilizzare in contemporanea l’opinione pubblica sui grandi temi legati alle attività scientifiche nelle aree polari: il riscaldamento globale, la biodiversità polare, lo studio dei ghiacci, lo space weather. Le regioni polari, tra l’altro, forniscono un laboratorio naturale per l’osservazione e studio di disturbi atmosferici di origine solare che influenzano negativamente la prestazione degli apparati tecnologici basati sui sistemi satellitari. Ottimo banco di prova per il prossimo “massimo” solare atteso nel 2012.

Nicola Facciolini