Sviluppi tecnologici.

Presentazione sul tema: "Sviluppi tecnologici."— Transcript della presentazione:

1 Sviluppi tecnologici

2 IL TELESCOPIO AZT24 Riflettore Ritchey-Chrétien 1.1 m di apertura
Montatura equatoriale alla tedesca Proveniente dall’Osservatorio di Pulkovo (san Pietroburgo). Installato nella cupola Est della Stazione Osservativa di Campo Imperatore (AQ) nel 1997. Prima luce con la camera infrarossa SWIRCAM nel 1999.

3 Telescopio AZT24 Configurazione Ritchey-Chrétien
Campo corretto 20' = 46 mm Specchio primario diametro mm focale mm Specchio secondario diametro 590 mm distanza dal primario mm EFL Cassegrain mm ( f / 7.2 ) Montatura equatoriale alla tedesca Movimentazione telescopio motori DC Puntamento sistema encoder assoluti in  e  risoluzione 10” ( sola precisione meccanica ) Velocità coarse 75 ‘ / sec fine 15 “ / sec Massa totale 32 tonnellate Massa in movimento 24 tonnellate

4 SVILUPPI TECNOLOGICI Movimentazione specchio terziario AZT24
Messa a fuoco più agevole Possibilità di dithering muovendo solo M3 Possibilità di montare altri strumenti Motori Physik Instrumente

5 Near-infrared camera SWIRCAM
Camera per il vicino infrarosso (1-2.5 m) Equipaggiata con array Rockwell HgCdTe 256 × 256 “PICNIC” Assemblata dalla Infrared Laboratories di Tucson (AZ) nel 1997. Prima luce al telescopio AZT24 nel 1999. Unico rivelatore per il vicino infrarosso sul territorio nazionale.

6 SWIRCAM – Layout (EFOSC)

7 SWIRCAM - Caratteristiche
J H K Efficienza quantica 59 % 70 % 61 % Dark current ADU / sec / pixel Intervallo dinamico Intervallo di linearità Readout noise ~ 30 e ( senza pixel processing ) Gain e- / ADU Ghost di persistenza trascurabili Ghost elettronici ~ 2.5 % della sorgente Scala “/ pix FOV 4.4’ x 4.4’ Tempi tipici detector readout ~ 0.36 sec / DIT image transfer ~ 9.50 sec / group telescope offset ~ 3.30 sec / arcmin (bassa velocità)

8 SWIRCAM - Capabilities
Fotometria a banda larga a banda stretta m m m m 2.2 m m K’ cut a m m NGC891 in banda H (mosaico di 2 immagini) Spettroscopia Grism IJ Grism HK + order sorter Range = 0.84 – 1.32 m Range = 1.45 – 2.38 m C = 1.09 m C = 1.92 m sampling = 19 Å / pix sampling = 36 Å / pix R ~ 271 R ~ 268 Spettri IJ e HK della sorgente AFGL ( ) (Clark et al., 2003, A&A, 403, 653)

9 SWIRCAM - Performances
Caratteristiche del sito  = -13° 33’ 29”.2  = +42° 26’ 39”.1 h = 2150 m (s.l.m.) Notti osservative  120 / anno Seeing tipico   arcsec <  > = 2.2 arcsec Luminosità del cielo J H K ( mag / arcsec2 ) Errore introdotto dal flat-field < 10 % senza illumination correction < 2 % con illumination correction Stabilità fotometrica J H K (mag) Mag. limite per la fotometria ( S / N = 3 , Texp = 60 sec ,  = 2.5 arcsec): Jlim = Hlim = Klim = 15.3 Mag. limite per la visibilità del continuo ( S / N = 3 , Texp = 900 sec ,  = 2.5 arcsec): Jlim = Hlim = Klim = 10.8

10 SVILUPPI TECNOLOGICI Schermaggio dell’emissione dello specchio secondario sullo stop di Lyot Studio del possibile utilizzo di un grism a media risoluzione (R~1000) per studiare la banda del CO oltre 2.28 m Implementazione di ulteriori filtri a banda stretta (es. 2.3 m)

11 DOME C

12 WHY Dome C? Sub-arcsec seeing conditions, which allow diffraction limited imaging (at least at near & mid-IR wavelengths) without complex optics. High sky transparency, low levels of precipitated water, low sky emissivity and low temperature all combine in making a moderate size telescope on the Antarctic Plateau as powerful as an instrument of bigger size operating elsewhere. Enormous gain especially for l > 2 mm for reduced thermal background. M, N, Q bands so stable that they might be exploited in a ‘simple’ way, e.g. with surveys. A NEW ASTRONOMY, impossible elsewhere on Earth and not foreseen with comparable observing time in space.

13 Background atmosferico a South Pole

14 The IRAIT telescope Cassegrain; Alt-Az.; D=0.8m; F/3 mirror;
Final: F/20 (wobbl. sec. mirror); 12.79 “/mm (Cass. Scale)

15 Status… Remote control and robotic operations are ready
Solutions for the enclosure are in progress

16 Focal plane instruments
Mid-IR camera (Boeing Si:As 128x128 pixels, to be evolved into 256x256). Expected limits: sources around 20 mJy in 10 min (3s) at 10 mm. Field of view: up to 8’x8’. (INAF-OACT) Possible near-IR camera (1-5 mm, e.g. Hawaii, 1024x1024 pixel) from France-Spain (Nicholas Epchtein, Nice, & Carlos Abia, Granada) in a project for making IRAIT a Italo-French-Spanish facility.

17 Cryogenics He-cooled dewars are OK for summer, but impractical for winter requirements (refilling operations, transportation, handling of He…) Cryostats with closed-circuit cryocoolers more suitable (now widely used also in ‘normal’ astronomical sites). However, for ~ 6 K operations (Si:As detectors) 2-stage systems required: so far rather power-consuming (> 2KW): maybe problems with energy supply at Dome C. Solutions available for space applications (pulse tubes at low energy consumption: < 500 W) but… expensive!

18 Where we started from: Tircam2

19 AMICA1 Test astronomico primavera 2005 (TIRGO) - Spedizione a Dome C autunno 2005
He cooled Dewar Detector Si:As 128x128 (acquired from Tircam2) Optical and electronic project development at OACT

20 AMICA2 R&D….. Closed-loop cryogenic system 256x256 Si:As array
Automatic operation R&D…..

21 AMICA 2 – R&D (Europa) Tecnologia infrarossa Elettronica Criogenia
Sofradir ( Francia) AEG-AIM ( Germania ) Elettronica LETI ( Francia ) Criogenia Cryomat, Cryoforum, CMH ( Francia ) Quantum Kriotechnik, Cryo-technics, Cryophysics GmbH ( Germania ) Meili Kriotech, TECO-René Koch ( Svizzera ) Valley Research Corporation ( Spagna ) Cryogenic Ltd, Wessington Cryogenics (UK) Cryotechnic Group ( Polonia )

22 AMICA 2 – R&D Italia Elettronica e meccanica Tecnomare, Elettromare, Forestal Criogenia e vuoto Rial Vacuum, FLIR Ottica Officine Galileo (progettazione, realizzazione e test) CETEV (trattamento materiali, realizzazione ottiche) SILO (realizzazione ottiche) Possibili collaborazioni con INFN (LNGS) per la criogenia }  ora Galileo Avionica

23 Science with IRAIT Hot nebulae ( K): star formation region, planetary nebulae, supernova remnants, circumstellar envelope of giant stars. More obvious targets: red Galactic objects, interactions between stellar fluxes and the ISM Examples: 1. Surveys of mass losing evolved stars; 2. Surveys of dense ISM regions & star formation 3. Search of obscured sources (Supernovae, AGB…) 3. Surveys to look for intrinsically cool objects (exoplanets, BD, WD) In addition, ~100 known Seyferts and AGN reachable (IRAS!). A wide sample of galaxies at low z (< 0.1) accessible to study colors and SF bursts. IR bright Galaxies

24 Obscured Supernovae

25 Mid-IR color and mass loss from AGB stars

26 MM sources in SFR: possibility of TO for IR counterparts of ALMA objects

27 Telescopio TNT (Teramo-Normale Telescope)
Lat.: +42° 39’ 27” Long.: ° 43’ 58”.8 Alt.: 398 m Specchio M1: 0.72 m Lungh. focale: 10.1 m ( f / 14 ) Configurazione: Ritchey-Chrétien Montatura: equatoriale Seeing tipico:   arcsec <  > = 2.5 arcsec Notti osservative:  / anno

28 TOD - Teramo Optical Detector
Arrivo all'OACT: inizio 2001 Costruttore: Princeton Instrum. Modello: MicroMAX-1300PB Formato: x 1300 Dim. Pixel: 20 micron Well Capacity: e Intervallo dinam.: 16 bits Temperatura di lavoro: -40°C NTE Corrente oscurita': ~0.02 e/s/pix Tempo di lettura: 17 R.O.N.: e @50kHz Risoluzione: “/pixel Campo di vista: 9'.2 x 8'.9

29 Robotizzazione del telescopio TNT
Passi fondamentali: -controllo delle condizioni meteo (punto di rugiada, forza del vento) -controllo dell'alimentazione elettrica generale -sincronizzazione al tempo universale -inizializzazione del sistema (cupola, telescopio, CCD) -apertura e gestione del file di log delle osservazioni -controllo del 'fuoco' del telescopio -gestione autoguida -memorizzazione immagini acquisite e compilazione registro di cupola -'messa a riposo' dell'intero sistema Punto di partenza: -automatizzazione della gestione del sistema telescopio-cupola -automatizzazione della gestione della camera CCD e ruota portafiltri -sincronizzazione al tempo universale via GPS Limiti attuali: -nessun controllo delle condizioni meteo -alimentazione elettrica 'sparsa' da azionare manualmente -sistema di autoguida semi-automatico (la selezione della stella e' manuale)

30 Passi avanti effettuati:
#Aggiornamento autoguida -sotituzione dell'encoder incrementale sullo specchio secondario con un encoder assoluto -nuovo sistema ottico Dimensioni campo autoguida (zona rossa) 6'.5x6'.5 Distanza centro campo autoguida - centro campo CCD ~14' Magnitudine limite r=12 (utilizzando ammasso IC4665 e catalogo USNO)

31 Sviluppi Tecnologici:
Implementazione centralina meteorologica con orario radiocontrollato (Oregon Scientific WMR918) Completa automatizzazione dell'autoguida (selezione automatica della stella) Scrittura del software di gestione globale per la completa robotizzazione del sistema.