E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 Stato dell’esperimento NEMO e richieste di finanziamento 2009 E. Migneco Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Laboratori.

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1 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 Stato dell’esperimento NEMO e richieste di finanziamento 2009 E. Migneco Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Laboratori Nazionali del Sud

2 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008  Stato di NEMO Fase-1  Stato di NEMO Fase-2  KM3NeT Design Study Preparatory Phase  Richieste finanziarie 2008

3 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 NEMO Fase-1

4 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 NEMO Phase-1 25 km E offshore Catania 2000 m depth TSS Frame Buoy Junction Box e.o. connection e.o. cable from shore Shore laboratory, Port of Catania e.o. cable 10 optical fibre, 6 conductors NEMO mini-tower (4 floors, 16 OM) Mini-Tower unfurled 300 m Junction Box 15 m Mini-Tower compacted

5 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 Deployment and connection Connection in the frame Connection of the JB Connection of the Mini-Tower Deployment of the Mini-TowerDeployment of the JB

6 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 Fase-1  Problemi riscontrati su Fase-1 Perdita di galleggiabilità dovuta alla boa difettosa Attenuazione sulle fibre ottiche all’interno della Junction Box Corto nel sistema di potenza della JB  Decisione: recupero della JB a maggio 2007 per ispezione, riparazione e reinstallazione

7 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008  Analisi della JB dopo il recupero Parte ottica Funzionante Il problema era causato da un penetratore della splitting box a seguito dell’azione prolungata della pressione Risolto modificando il cablaggio interno delle fibre ed installando dei connettori al posto dei penetratori Parte elettrica Il problema è stato provocato da un corto su una scheda dell’alimentatore ausiliario, attribuito ad un movimento nella caduta occorsa nella fase di deployment Le schede elettroniche sono state riprogettate e sostituite

8 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008  Junction Box riposizionata e connessa in aprile 2008  Da allora è accesa e funzionante

9 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008  Nella stessa operazione è stata effettuata un’ispezione visiva della torre, che è adesso completamente adagiata sul fondo  Il problema è stato identificato nella boa che è collassata  La torre è stata riconnessa ma non è stato possibile riaccenderla  Un’interruzione ottica è stata evidenziata a livello del modulo di base torre dove è presente un penetratore dello stesso tipo di quelli montati nella JB  La fattibilità tecnica ed economica di un recupero e la compatibilità con i programmi di Fase-2 sono allo studio

10 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 Analisi dei dati ottenuti  Dati ambientali completamente analizzati (tesi PhD I. Amore) Verifica dei sistemi di monitoraggio (proprietà ambientali, posizionamento acustico, …) Check dell’evoluzione della posizione della torre Monitoraggio delle proprietà del sito  Analisi di un subset dei dati dei moduli ottici acquisiti durante il primo periodo, completato  In corso analisi dei restanti periodi di acquisizione

11 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 Acoustic positioning system Distance H0-H1 measured on floor 2 during 6 hours (1 Feb h.17-23) Each point is averaged in 300 s Construction 14.25±0.01 AP measure 14.24±0.06 Accuracy better than the required 10 cm

12 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 ADCP data An Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP) was mounted on 4 th floor, downward oriented, in order to continuous monitoring the underwater currents below that depth, in a range of about 150 m. Mean Direction ~180° (SOUTH) Values of 5 bin of depths, corresponding to depth between 12.5 ÷25 m below floor 4

13 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 PMT rates The average measured rates are about 80 kHz for PMTs on floors 2, 3 and 4 as expected from 40 K decay plus a contribution of diffuse bioluminescence Rates measured from 10–20 Jan 07 Floor 4 PMT The instantaneous rate value is calculated by the Front-End board of the PMT averaging, in a time window of 1 μs, all the hits whose amplitude exceeds a given threshold equivalent to 0.3 spe.

14 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 23-24 January, 2007: LiveTime: 11.31 hours OnLine Trigger: ~6  10 7 OffLine Trigger (7 seeds): 184709 Reconstructed tracks: 2260 Selected tracks: 965 Atmospheric muon angular distribution Azimuth Likelihood Distribution Zenith

15 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 5-26 March, 2007: LiveTime: 107.04 hours Reconstructed tracks: 13086 Selected tracks: 5876 Atmospheric muon angular distribution AzimuthZenith

16 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 NEMO Fase-2

17 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 STATUS -100 km electro-optical cable (>50 kW, 20 fibres) deployed in July 2007 -On-shore laboratory (1000 m 2 ) inside the harbour area of Portopalo almost completed -Installation of Alcatel DC power supply system with DC/DC converter in november 2008

18 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 Torre Fase-2  Progetto rivisto in considerazione dell’esperienza acquisita con Fase-1  Principali aspetti revisionati Barre dei piani ridotte a 12 m per facilitare il trasporto della torre compattata Segmentazione della dorsale elettro-ottica ed eliminazione dei breakout per semplificare l’integrazione Ottimizzazione dell’elettronicaper migliorare la banda passante Nuovo sistema di alimentazione in DC Semplificazione dei moduli di piano (reso possibile dalle ridotte dimensioni del sistema in DC) Modifica del sistema di idrofoni per integrare nello stesso sistema il posizionamento acustico e un nuovo sistema di monitoraggio acustico Modifica del sistema di calibrazione temporale con eliminazione delle fibre ottiche nel cablaggio dei piani

19 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 Stato della Torre NEMO Fase-2  Ad oggi tutti i principali componenti del sistema sono acquisiti  In corso la fase di test di laboratorio dei sottosistemi  A ottobre avrà inizio la fase di integrazione  Definito un programma di test a lungo termine in camera iperbarica di tutti i componenti principali del sistema  Valutata la fattibilità di un test in acqua di lunga durata Test da effettuare contestualmente al deployment della terminazione del cavo Ipotesi non percorribile a causa dei tempi di consegna di alcuni componenti  Completamento dell’integrazione e test della torre nei primi mesi del 2009  Deployment e connessione: marzo-aprile 2009

20 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008  Consegna dei lavori inizialmente prevista per il 31/5/2007  18/7/2006: design review; definito il piano di lavoro P2A (primo prototipo di laboratorio) > P2B (prototipo dimostrativo) > P2C (prototipo funzionale) > P4 (qualification model)  7/6/2007: test del P2B che non risponde ai requisiti richiesti  20/11/2007: revisione del nuovo progetto; completato con successo il test del nuovo P2A  28/1/2008: nuovo work plan; consegna spostata a novembre 2008  11-15/8/2008: Test in fabbrica del P2C  Ottobre 2008: realizzazione del PC  Novembre 2008: consegna

21 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 Test MVC Alcatel / Torre NEMO Test presso Alcatel del DC/DC converter su carichi reali Torre NEMO completa Carichi simulati corrispondenti a 19 torri (10 kW totale) 11-15 agosto 2008 Test Layout

22 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 MVC Test setup

23 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 MVC Test setup

24 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 Test results Vout MVC Iout MVC Vin TORRE Vin LOAD 1 Switch on MVC Switch on all tower floors Switch off base tower Verificata la piena funzionalità del DC/DC converter con un carico reale Test di accensione / spegnimento della torre Test di funzionamento a pieno carico (10 kW) Prototipo P2C approvato Pre-serie P4 in produzione

25 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008

26 The PEGASO project deployment and recovery of heavy complex structures (GEOSTAR-like observatories, NEMO towers, multi purpose JBs, deep-sea scientific stations, etc.); plug and unplug of ROV wet mateable connectors; visual inspections and maintenance operations on existing infrastructures; multi purpose scientific operations (e.g. survey of bioconstructions, samplings). Cofunded by INFN, INGV and the Sicilian Regional Government In collaboration between INFN and INGV Main goals

27 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 Pegaso: un ROV da 4000 m

28 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 The PEGASO ROV SEAEYE - Cougar Maximum operating depth - 4000 metres 80 kg (176 lb) payload 100 kgf forward thrust (bollard pull) 76 kgf vertical thrust Four simultaneous video channels Fibre optic video transmission, optional fibre optic data transmission Seaeye SM6 brushless DC thrusters with velocity feedback control Consegnato a settembre 2008

29 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 KM3NeT Design Study Preparatory Phase

30 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 KM3NeT Design Study  Finanziamento EU per l’INFN 1.381.000 1.153.000 costi diretti (utilizzabili dalla collaborazione) 228.000 costi indiretti (incamerati dall’INFN)  Rendicontato il secondo anno di attività (1/2/2007- 31/1/2008) L’INFN ha rendicontato finora € 562.757 La parte restante, in maggioranza costi di personale, è in larga misura già impegnata  Mid Term review da parte della EC superata con successo  Richiesto un prolungamento di 9 mesi Il nuovo termine del progetto sarà al 31/10/2009

31 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 KM3NeT Design Study  A novembre 2007 con un meeting ad Amsterdam si è dato avvio alla preparazione del Conceptual Design Report  Il terzo meeting della collaborazione si è tenuto a Catania in marzo 2008 (contestualmente al kick- off del Preparatory Phase)  Il Conceptual Design Report è stato ultimato ad aprile e presentato ufficialmente al Workshop VLVnT08 a Tolone Disponibile una versione on-line (www.km3net.org/CDR/CDR-KM3NeT.pdf) La versione cartacea è in corso di distribuzione

32 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 Convergenze  Avviato il processo di convergenza sulle tecnologie per la preparazione del Technical Design Report  Nella riunione del Project Coordination Committee sono sate individuate due opzioni su cui procedere con un “Full Design” e ad una scelta comparativa finale basata anche sulle simulazioni “Torre” a bracci orizzontali con moduli ottici con PMT di grande area - Sistema di trasmissione dati fibra-rame (coordinamento INFN-CPPM) Stringa unifilare con moduli ottici multi-PMT - Sistema di trasmissione dati “full fibre” (coordinamento Nikhef)

33 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 Convergenze  A inizio 2008 avviati contatti con i gruppi IN2P3  Obiettivo: convergere su un progetto comune di detection unit basato sull’esperienza di NEMO e ANTARES  Identificati due item principali su cui svolgere R&D comune Struttura meccanica e tecnica di deployment e recupero Nuova elettronica con dorsale in rame  Creati due gruppi di lavoro comuni Meccanica (coordinato da S. Beurthey, M. Musumeci referente italiano) Elettronica (coordinato da F. Ameli, F Gensolen referente francese)  Studiate due opzioni: torre alla NEMO e stringa con piani di forma triangolare (ANEMONE)  Individuata l’opzione torre con bracci orizzontali di 8-10 m come ottimale

34 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 Elettronica su rame  Considerazioni generali “Lessons learned” nell’integrazione di NEMO Recenti sviluppi nelle tecnologie nel campo della trasmissione dati  Studio della possibilità di realizzare la trasmissione dati su cavi in rame all’interno della torre  Semplificazione di: Integrazione del backbone Cavi e connettori Potenza e costi

35 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 KM3NeT Preparatory Phase: breve storia  Presentazione Progetto 2 maggio 2007 Importo del Progetto:€ 13.248.000 Importo Richiesto alla CE: € 6.806.000 Durata del Progetto: 3 anni Coordinatore del Progetto: INFN (E. Migneco)  Approvato a luglio 2007 con un finanziamento EU di € 5.000.000  A settembre 2007 è iniziata la fase di negoziazione  A febbraio 2008 viene accettata come data di inizio il 1 marzo 2008  10-11 marzo 2008 kick-off meeting a Catania  In aprile richieste dalla EC delle modifiche nel documento di descrizione del lavoro  Luglio 2008 conclusa la fase di negoziazione  26 settembre 2008 ricevuto il contratto da Bruxelles ed avviate le procedure per la firma

36 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 KM3NeT Preparatory Phase Obiettivi del progetto

37 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 KM3NeT-PP: Work Package structure WPA WPC2WPBWPD WPGWPLWPM WPE WPN WPFWPHWPI Management Legal Political convergenceStrategic issues and international networking Auxiliary surface vessels Resource plan for production of telescope components Resource plan for production of deep-sea infrastructure Production preparation of telescope components Production preparation of deep-sea components Data and control User support and impact assessment Marine and environmental agencies and networks Convergence and governance Business plan Engineering plan Users and associated science WPC1 Governance WPC3 Financial engineering

38 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 KM3NeT-PP: budget breakdown

39 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 Richieste finanziarie 2009

40 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 Richieste finanziarie 2009 Principali voci Le richieste riguardano l’integrazione e test della torre da 16 piani e la fase di commissioning e presa dati a Capo Passero. Sono incluse anche le spese relative alla costruzione ed installazione della stringa Antares a Capo Passero Le missioni interno sono essenzialmente riunioni di collaborazione e del Technical Board, missioni per l’integrazione, test e commissioning della torre, turni di presa dati e contatti con ditte Le missioni estero sono contatti e visite presso le ditte coinvolte in Fase-2 Il materiale inventariabile sono strumentazione elettronica e storage dati Per le attività di R&D svolte nel framework di KM3NeT le principali voci di spesa come materiale di consumo riguardano campagne oceanografiche Sviluppo di alcuni prototipi meccanici e di elettronica per il progetto comune INFN-IN2P3

41 E. MignecoCSN2, 1 ottobre 2008 Sblocchi sub judice e intragrazioni 2008 Si richiede lo sblocco del sub judice sulle missioni interno necessario per consentire le attività di integrazione della torre Integrazione di 4 k€ su missioni interno LNS per le attività di integrazione della torre (l’integrazioni del modulo di piano sarà fatta a Napoli con partecipazione di personale LNS) Integrazione di 5 k€ su missioni estero LNS per la partecipazione di 3 persone al test di accettazione del DC/DC presso Alcatel Integrazione di 6 k€ su missioni estero Genova per le attività di integrazione a Marsiglia della stringa a Antares da installare a Capo Passero