Alcune antenne di Ska-Low. Crediti: Icrar/Curtin
Il consorzio internazionale di ingegneria incaricato di progettare Ska-Low, il radiotelescopio a bassa frequenza di Ska, che avrà sede in Australia Occidentale, ha completato il suo lavoro dopo sei anni di collaborazione internazionale.
Nove istituti in sei paesi hanno contribuito al consorzio Low Frequency Aperture Array (Lfaa), co-diretto da Astron (l’istituto olandese di radioastronomia) e dal quartier generale di Ska. Tra questi, vi sono stati importanti contributi di progettazione e sviluppo da parte delle università di Cambridge e Oxford, dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) e del nodo dell’università di Curtin del Centro internazionale per la ricerca di radioastronomia (Icrar) in Australia.
Il lavoro del consorzio comprendeva non solo la progettazione delle antenne Ska-Low, circa 130mila nella prima fase di costruzione, ma anche gli amplificatori a basso rumore (che amplificheranno i deboli segnali astronomici ricevuti), i sistemi ottici per il trasporto su lunghe distanze senza attenuazione dei segnali radio e la loro elaborazione digitale per ogni stazione.
Ska-Low è un vero e proprio “telescopio elettronico”, nel senso che non ci sono parti in movimento. Invece di orientare fisicamente le antenne, come avviene con le tradizionali parabole, verrà utilizzata una tecnica – nota come beamforming – per combinare i segnali ricevuti da alcune antenne, o da tutto l’array, al fine di focalizzarli su specifiche aree del cielo. Questo tecnica conferisce al radiotelescopio un enorme campo di vista.
«Le antenne relativamente piccole di Ska-Low possono sembrare a loro volta semplici, ma combinate con tecnologie di backend all’avanguardia diventano incredibilmente potenti, formando insieme uno strumento che può “vedere” più lontano di quanto siamo mai stati in grado di fare prima d’ora, fino all’alba cosmica dell’universo», dice André van Es, project manager della Ska Organisation per la bassa frequenza. «Il design dell’antenna è cruciale, perché abbiamo bisogno di qualcosa che sia conveniente, che possa essere replicato in modo affidabile decine di migliaia di volte, che sia veloce da installare e che soddisfi comunque i nostri requisiti di sistema estremamente esigenti – un difficile equilibrio».
Le antenne viste dall’alto. Crediti: Icrar/Curtin
Negli ultimi anni, team provenienti da Australia, Italia, Malta, Paesi Bassi e Regno Unito hanno costruito e testato varianti del progetto presso il Murchison Radio-astronomy Observatory, nell’Australia Occidentale.
«All’interno della progettazione di un sistema complesso come Ska, lo sviluppo di prototipi è assolutamente cruciale, come hanno dimostrato molti radiotelescopi precursori e pathfinder di Ska», osserva Pieter Benthem, Lfaa project manager di Astron.
Giunto alla quarta generazione, l’ultimo prototipo (Skala 4.1 Al) è attualmente in fase di sperimentazione in una stazione completa di 256 antenne, insieme ad altre antenne basate sul design Mwa, uno dei radiotelescopi precursori Ska. Il prototipo Skala 4.1 Al è stato sviluppato dall’Inaf in collaborazione con il Cnr-Ieiit e l’azienda italiana Sirio Antenne a partire dal design elettromagnetico Skala4 del Consorzio internazionale Aperture Array Design & Construction. Una quarta stazione è anche in fase di costruzione per un test dettagliato presso il Mullard Radio Astronomy Observatory (Mrao) vicino a Cambridge (Regno Unito).
Il completamento del lavoro del consorzio Ska-Low arriva subito dopo il successo della revisione generale del sistema del mese scorso, che ha approvato il progetto complessivo, i costi e la pianificazione delle antenne Ska.
«La mole di lavoro è stata enorme, per garantire il miglior risultato possibile, comprese molte settimane impegnative trascorse sul sito. Non è stato sempre facile, ma voglio ringraziare tutti i partner per la loro perseveranza che ci ha portati a questo punto», dice van Es. «Anche se il consorzio si è sciolto, nel 2020 continueremo a collaborare con i nostri partner per il collaudo finale dei vari prototipi delle antenne e per la preparazione della proposta di costruzione Ska, per trasformare la progettazione in realtà. Non vediamo l’ora di iniziare a costruire davvero il telescopio».
Guarda su MediaInaf Tv il video del progetto, con i sottotitoli in italiano:
Per saperne di più:
Integrazione del 16.01.2020: aggiunto un riferimento al prototipo Skala 4.1