I-VLBI Applications Salvo Pluchino, INAF-IRA Noto VLBI Station Mini Workshop casper backends

Mini Workshop Casper Backends - Medicina 8 April Italian VLBI network: le strutture 592 km 581 km 894 km Mc SRT Nt Posizione delle antenne VLBI italiane in coordinate cartesiane, latitudine, longitudine ed altezza s.l.m. (Posizione SRT appros.). Ma In Italia attualmente vi sono 3 antenne (saranno 4 con SRT) equipaggiate per le osservazioni VLBI. AntennaDiam(m)X (m)Y (m)Z (m) Latitude (N)Longitude(E)Altitude (m) SRT ° ° Mc ° ° Nt ° ° Ma ° ° La rete I-VLBI ha una risoluzione che supera ad esempio quella di MERLIN (Jodrell Bank, con baselines fino a 217 km) ed offre diversi scenari di utilizzo.

Italian VLBI network: copertura UV Mini Workshop Casper Backends - Medicina 8 April AntennaComponentMcNtMa SRT All XY Z Mc All XY Z Nt All XY Z Funzione di visibilità sul piano UV per le 3 antenne INAF Italiane, per sorgenti a 30, 0, 30, 45 e 90° di declinazione.

Progetti che non richiedono luso di grandi array Progetti che non possono essere studiati con altri array (ad es. per il frequency coverage) A differenza di altre network VLBI (estese in direzione E-W), lI-VLBI è più esteso in direzione N-S, questo rende possibile finestre osservative più lunghe per oggetti a basse declinazioni Inoltre le antenne italiane riescono ancora ad osservare agevolmente le sorgenti circum polari Mini Workshop Casper Backends - Medicina 8 April Italian VLBI network: quando preferirlo? … per contro: La debolezza maggiore del network I-VLBI è di avere baselines di lunghezza comparabile (soltanto una piccola parte delle frequenze spaziali può essere campionata) Il piccolo numero di stazioni rende più difficoltosa la ricostruzione di una sorgente

Mini Workshop Casper Backends - Medicina 8 April Italian VLBI network: quali applicazioni? Osservazioni in Spectral Line – Astrometria di Masers (CH 3 OH, H 2 O) – Survey di Megamasers (H 2 O) – Planetologia – Tracking di Spacecraft – Space Debris – SETI in piggyback – Altro? Osservazioni nel Continuo – ?

Precedenti esperienze: VEX I-VLBI tracking doppler INAF Rome IRA Bologna Medicina IRA-Noto SRT Cagliari Noto, INAF-IRA 32 m Matera, ASI 20 m Medicina, INAF-IRA 25 m BASELINE LENGTHS (km) Mc Ma Nt Mc Ma Nt RECORDING SYSTEM Station Drive type DAR MEDICINA MARK5A MKIV MATERA MARK5A MKIV NOTO MARK5A VLBA4 On Dec 1st 2008 a Venus lunar occultation occurred. On that occasion we performed the first Italian-VLBI (I-VLBI) tracking experiment by detecting the carrier signals coming from the Venus Express (VEX) spacecraft with both the IRA radiotelescopes together with the Matera antenna of the Italian Space Agency.

Data post processing required the development of new dedicated software and firmware. DifX correlator at IRA Precedenti esperienze : VEX I-VLBI tracking doppler

Preliminary results: On the left: diffraction patterns of immersion and emersion of the X- band carrier. iBob-BEE2 acquisition system. Below: Total Electron Content (TEC) variation during immersion of VEX behind the Moon limb. iBob-BEE2 acquisition system. TEC variation during the emersion. Note: Delta reaches el/cm 2, i.e. 30 TECU (1 TECU=10 16 el/m 2 ). Above: Total Power hi-resolution spectrum (4Mch, 2Hz/ch) of the X- band carrier. Mk5 acquisistion system at MC. Precedenti esperienze : VEX I-VLBI tracking doppler Post processing: ch (full spectrum) Averaging: 1 s Res [Hz/ch]: 25 Res [el/cm 2 ]: 1.6*10 14 el/cm 2

Mini Workshop Casper Backends - Medicina 8 April Italian VLBI network: downconversion e sampling 100 – 900 (L) 100 – 900 (R) ATTENUATORI 100 – – 220(L) 220 – 500(L) 100 – 220(R) 220 – 500(R) 14 VC 14 VIDEOCONVERTER BW: MHz 28 channels (L + R) A/D CONVERTER (1-2 bit) Terminale Mark IV/VLBA Terminale Mark V 1 Gbit/s Modulo AModulo B Hard Disk SECONDA CONVERSIONE (Es. BW=800 MHz) CORRELATOR (DifX, JIVE)

Mini Workshop Casper Backends - Medicina 8 April Italian VLBI network: downconversion e sampling – A ROACH approach 100 – 900 (L) 100 – 900 (R) ATTENUATORI 100 – – 220(L) 220 – 500(L) 100 – 220(R) 220 – 500(R) ROACH Board 4 BW = 250 MHz (Es. BW=800 MHz) A/D CONVERTER (8 bit) Terminale Mark IV/VLBA Time domain COMPLEX FFT n Tunable Downconversions n-COMPLEX FFT n Time domain streams Host PC n-SIGNALS n-HIGH RESOLUTION FFT n-SPECTRA G Lan HIGH RESOLUTION SOFTWARE CORRELATOR

Final Spectrum Mini Workshop Casper Backends - Medicina 8 April Italian VLBI network: Spectra Software Correlator Mc Nt SRT Geocentric correction and Band Filtering DATABASE Geo corrected and Station Averaged data Geo corrected and Station Averaged data Frequency Multiplication of Spectra Spectra with residual RFI

Mini Workshop Casper Backends - Medicina 8 April Italian VLBI network: High Resolution Software Correlator Mc Nt SRT Geocentric correction and Narrow Band Filtering DATABASE DELAY TABLE (precalculated) PHASE CORRECTION MODEL Geo corrected and filtered data Geo corrected and filtered data Global Averaged Spectra Detection of the signal Detection of the signal Make new PHASE TABLE