Il prototipo completamente assemblato dell’antenna a disco Ska-P, presso l’officina di montaggio Cetc54 a Shijiazhuang, in Cina. Crediti: Ska Organisation
La China Electronics Technology Group Corporation 54 (Cetc54) ha di recente completato l’assemblaggio della prima antenna a disco (dish o a parabola) del progetto Square Kilometre Array (Ska), grazie all’importante contributo componentistico da Cina, Germania e Italia. L’antenna da 15 metri di diametro è stata inaugurata oggi a Shijiazhuang (Cina). Attraversando 18 fusi orari, negli ultimi 19 mesi i team hanno svolto un lavoro enorme cercando di rendere il dish di Ska completamente funzionale con tutte le ottiche e tre ricevitori. Alla fine, lo strumento Ska1-mid, braccio sudafricano della prima fase del telescopio Ska, sarà composto da 133 antenne di questo tipo, a cui vanno aggiunti i 64 piatti del telescopio MeerKAT già installati nella regione desertica di Karoo.
Philip Diamond, direttore generale della Ska Organisation che supervisiona il progetto, ha detto: «Per la prima volta, in 25 anni da quando è nato il progetto, abbiamo un vero e proprio dish per Ska, realizzato da una collaborazione internazionale tra Cina, Italia e Germania che è molto rappresentativa della natura globale di questo progetto».
Questa cerimonia di inaugurazione è il culmine di uno sforzo triennale da parte di un consorzio internazionale che comprende istituzioni e aziende in Cina (come capofila), Australia, Canada, Francia, Germania, Italia, Sudafrica, Spagna, Regno Unito e Svezia.
I tecnici della Cetc54 in Cina hanno prodotto il riflettore principale, il sub-riflettore, la struttura di backup e il piedistallo della parabola, un modello che «applicato ai pannelli Ska, ci permette di ottenere e mantenere la superficie della parabola a un livello di precisione superficiale molto elevato», ha dichiarato Wang Feng del Joint Laboratory for Radio Astronomy Technology (Jlrat), recentemente nominato leader dello Ska Dish Consortium. Dal 2016, il gruppo ha prodotto 66 stampi per modellare i 66 diversi pannelli metallici triangolari da 3 metri di lato che compongono il riflettore principale, ognuno con una propria curvatura specifica a seconda della sua posizione. Ogni modulo ha un peso compreso tra 4 e 5 tonnellate ed è stato realizzato con una precisione superficiale media compresa tra 0,010 e 0,030 mm – inferiore alla larghezza di un capello umano.
Nel frattempo dall’altra parte del mondo, a Mainz in Germania, la Mt Mechatronics (Mtm) ha progettato e prodotto l’hardware e l’elettronica di precisione utilizzati per movimentare la parabola. «Ci è stato affidato il compito di applicare l’ingegneria di precisione alla movimentazione dei telescopi, nonché la produzione di oltre 130 sistemi di questo tipo», ha affermato Lutz Stenvers, per la Mtm. La loro sfida è stata quella di produrre attrezzature di alta qualità per adattarsi a uno spazio ristretto come quello del piedistallo del disco. Il telescopio Ska dovrà essere in grado di muoversi e puntare verso un nuovo oggetto con una precisione di pochi secondi d’arco (1/3600 di grado) per seguire eventi transitori come supernovae e lampi radio veloci.
Il feed indexer costruito dalla Sam. Crediti: Sam
In Italia, vicino Napoli, la Società Aerospaziale Mediterranea (Sam) ha lavorato alla progettazione e produzione del feed indexer, un componente elettromeccanico che sosterrà i vari ricevitori e li sposterà per allinearli con l’ottica della parabola quando richiesto dagli scienziati, a seconda delle osservazioni. Renato Aurigemma, coordinatore del team Sam, ne è giustamente molto orgoglioso. «Il feed indexer è una parte molto innovativa del disco, la prima del suo genere. Abbiamo requisiti severi, poiché l’indexer deve muoversi con alta precisione per posizionare i ricevitori con un margine d’errore sub-millimetrico, e deve anche essere in grado di sopportare carichi pesanti, ad esempio il ricevitore Band 1 che pesa ben 165 kg!».
Anche il presidente dell’Istituto nazionale di astrofisica, Nichi D’Amico, ha espresso soddisfazione per la partecipazione italiana a questa fase del progetto, «cruciale in un momento in cui ci si avvicina alla stipula del trattato internazionale che darà l’avvio alla costruzione del ciclopico impianto. Si tratta – ha aggiunto – di un progetto avveniristico, che vedrà esplodere le risorse di big data del Paese, e del quale contiamo di insediare in Italia significativi segmenti».
Oggi, per la prima volta, è stato possibile osservare tutte queste componenti assemblate. Una seconda antenna a disco, attualmente in produzione nelle officine della Cetc54 e finanziata dalla Max Planck Society, sarà spedita in Sudafrica e assemblata nei prossimi mesi: verrà utilizzata per effettuare osservazioni in modo da verificarne le prestazioni e calibrare tutti i sistemi.
Il consorzio Dish comprende anche altri strumenti – i ricevitori – per i piatti. Un gruppo di ingegneri del National Research Council (Nrc in Canada sta sviluppando l’hardware che digitalizza i segnali registrati con ciascuno dei cinque feed indexer. L’Università di Bordeaux (Francia) apporterà il proprio contributo alla digitalizzazione dei segnali ad alta frequenza.
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