Linea di Ricerca Astronomia 

Presentazione sul tema: "Linea di Ricerca Astronomia "— Transcript della presentazione:

1 Linea di Ricerca Astronomia 
Linea di ricerca dello IASF-Bo (ex-TeSRE) dal 1968: Originariamente solo  di bassa energia, poi astrofisica in raggi X e . Progettazione e realizzazione di esperimenti a bordo di palloni stratosferici. Partecipazione a missioni spaziali (Gamma-1, BeppoSAX, XMM-Newton, INTEGRAL, AGILE).

2 Risorse Personale: Finanziamenti:
Da 4 (2 ric + 2 tec) a circa 1/3 del personale IASF-Bo. Finanziamenti: Piano Spaziale Nazionale (CNR/ASI): kEur/anno. Problemi: Impossibilità di programmare nuove assunzioni e avanzamenti di carriera; Particolarmente grave la mancanza di turn-over del personale tecnico.

3 Attività Progettazione e sviluppo rivelatori;
Realizzazione di sistemi di supporto a terra (es.: Base di Trapani-Milo, XMM-Newton, INTEGRAL, AGILE); Management e supporto all’industria (es.: segmento di terra BeppoSAX, IBIS/PICsIT, AGILE/MC); Produzione SW scientifico per uso interno e per uso pubblico (es.: IBIS/PICsIT per ESA/ISDC); Analisi Scientifica dei Dati; R & D; Partecipazione allo studio e sviluppo di nuove missioni di astrofisica alle alte energie (XEUS, HEXIT, BREEZE, MEGA).

4 Il progetto XMM-Newton
Risoluzione problema scientifico  nuovo problema da risolvere? Scienza + Tecnologia  Progetto (missione) Risultati Scientifici Analisi Dati Un ottimo esempio di “catena/ciclo tecnico-scientifico” Guaranteed Time Hardware+Software Realizzazione AIV + Calibrazioni a terra Calibrazioni in volo Lancio staellite Attività prevalente di Analisi Dati Attività prevalente di Realizzazione

5 Cronologia : Priorità scientifica individuata nella Spettroscopia X di sorgenti deboli High throughput mission proposed : Studio e realizzazione EGSE per EPIC : AIV e calibrazioni a terra 10/12/1999: Lancio di XMM-Newton : Calibrazioni in volo 2000-oggi: Analisi Dati (CAL, PV e GT) Pubblicazioni/presentazioni risultati futuro: XMM-Newton approvato da ESA fino al 2008!

6 Personale Staff: Di Cocco, G. Co-I, Resp. IASF-BO
Trifoglio, M. Co-I, Resp. EGSE di EPIC Gianotti, F. EGSE, s/w ingegneristico Stephen, J. EGSE, s/w scientifico Cappi, M. Calib. ed Analisi Dati Dadina, M. (Art. 23) Calib. ed Analisi Dati Malaguti, G. Analisi Dati Bassani, L. Analisi Dati Foschini, L. (Art. 23) Analisi Dati Dottorandi: Piconcelli, E. ( , now Vilspa/ESA) Panessa, F. ( ) Ponti, G. (2003-…) Laureandi: Longinotti, A. ( , now Imperial College/UK) Ponti, G. ( , now Univ. of Bo) Totale: media di  3 anni/uomo all’anno (dal ‘90 al ‘03) Contesto internazionale: 9 Istituti europei coinvolti in EPIC Contesto nazionale: IASF-MI, IASF-BO, INAF-PA

7 Spese (finanziamenti ASI)
Periodo : Media  Totale <keuro/anno> (keuro) Realizzazione e supporto all’industria  480 Periodo : Calibrazioni ed analisi dati  160 ~2/3 per personale: Gianotti, Cappi, Dadina, Piconcelli ~1/3 per altro: Missioni: campagne calibrazione a terra  meeting per calibrazioni in volo  conferenze scientifiche Hardware: computers, componentistica, ecc. Nota: EGSE industriale su contratto ASI-Laben

8 EGSE per telecomandi e HK
EPIC Electrical Ground Support Equipment (1/4) EGSE per Payload in configurazione nominale EGSE per AIV Payload dall’integrazione fino al lancio fornito dall’industria per: integrazione dei sottosistemi integrazione Payload nel Bus richiesto nostro contributo per: definizione requisiti EGSE verifica funzionamento EGSE utilizzo EGSE durante i test EGSE per telecomandi e HK Instrument Station per dati scientifici

9 II - Campagne di calibrazione a terra
effettuate 10 campagne, ecc.. EPIC Electrical Ground Support Equipment (2/4) EGSE per Calibrazione Payload senza Data Handling fornita dall’industria la parte EGSE relativa a: gestione telecomandi e HK fornita da noi la Science Console per: gestione dati scientifici acquisiti ad alta velocita’ Science Console per dati scientifici

10 EPIC Electrical Ground Support Equipment (3/4) Supporto alle Calibrazioni a terra
Partecipato come responsabili delle operazioni del EGSE 3 campagne alla Panter Facility – Monaco (MOS e PN EQM) 7 campagne alla facility di Orsay – Parigi (3 MOS e 2 PN) Fornito nostro contributo per: Science Console per Quick Look e archivio completo dati progettazione sistema di EGSE di supervisione calibrazione fascio e calibrazione EPIC gestione operazioni

11 EPIC Electrical Ground Support Equipment (4/4) Supporto a livello di Satellite
Partecipato come responsabili del setup e operazioni della Instrument Station campagne di test presso la facility di ESA-ESTEC (TB/TV, IST, SVT2) Campagne di test presso il centro di controllo ESA- ESOC (SVT3) Campagna di lancio a Kourou - Guayana

12 Calibrazioni in volo Software Testing (in appoggio ad ESA)
- SAS portability into LINUX - Confronto SAS vs. FTOOLS (competitore “Goddard-made”) - Confronto SAS vs. CIAO (competitore “CfA-made”) Calibrazioni: - Calibrazione del vignetting dei MOS - Calibrazione del vignetting dei soft-protons - Calibrazioni assolute delle matrici di risposta EPIC MOS1/2 & PN - Cross-calibrazione di EPIC con BeppoSAX e Chandra  Analisi dettagliata di più di 20 osservazioni lunghe (AGN, binarie, deep fields vuoti, ecc.) ottenute durante le fasi di PV e CAL.  Partecipazione a circa 10 meeting in Europa + 5 a Milano

13 Analisi Dati: PV - Calibration data
Quasar 3C273 + blazar PKS0312  Report calibration meeting + proceedings, ma nessuna pubblicazione scientifica NLSy1 iras13349  riga FeK relativistica (model- dependent) Longinotti et al., 2003, A&A NLSy1 MCG  riga FeK relativistica (model- independent) Ponti et al., 2003, A&A 10 Campi vuoti  90 spettri di sorgenti X deboli  frazione di sorgenti assorbite (XRB) Piconcelli et al., 2002, 2003  1 dottorato di ricerca + 2 tesi di laurea  pubblicazioni internazionali  know-how strumentale, analisi dati ed interpretazione (e.g. vedi presentazione di Comastri et al. di domani)

14 Guaranteed Time (1/2) Descrizione
Awarded 250 ks of Guaranteed Time (GT) “Survey X di un campione completo di 27 Seyfert vicine (D<22 Mpc)” Goal/scopo: proprietà spettrali medie per i) modelli emissione LLAGN vs. AGN/QSOs, ii) test modelli unificati e iii) distribuzione di Nh a z=0 Collaborazione internazionale: IASF-BO + Prof. Palumbo (Univ. di Bo) + Comastri & Zamorani (INAF-BO) + DellaCeca (INAF-MI) + Prof. Makishima & Prof. Matsuoka (Univ. of Tokyo) + Filippenko (Berkeley) + Ho & Mulchaey (Carnegie) + Sargent (Caltech) + Weaver (GSFC) + altri colleghi

15 Guaranteed Time (2/2) Risultati
2 linee di ricerca interessanti: i) Ultraluminous X-ray Sources (ULXs)  primo campione di spettri + identificazioni ottiche  4 pubblicazioni A&A (Foschini et al. 2002, 2003a/b; Masetti et al. 2003) conf. proceedings ii) Campione di Seyfert  Grossi problemi per avere tutte le sorgenti (nostro GT non ancora completo! >2 anni di ritardo), tuttavia primi risultati interessanti  4 conf. Proceedings + 3 lavori importanti in corso  1 Dottorato di ricerca (F. Panessa)

16 Ritorno (1/2) Realizzazione
Interazione con industria nazionale  crescita nostra e dell’industria* nello sviluppo di EGSE per missioni spaziali scientifiche Interazione con gruppi europei  crescita ad un livello di competitività internazionale i.e., know-how acquisito  permesso coinvolgimento in missioni successive (i.e. Integral, Agile, ecc.) *Laben prime contractor di EPIC

17 Ritorno (2/2) Analisi dati
Know-how di strumenti e di tecniche di analisi dati Pubblicazioni (numero e qualità) Formazione (2 lauree, 2 PhD) Partecipazione/visibilità: Comitati internazionali (ad es. TAC Chandra, TAC XMM, XEUS AWG), Invited talks (2), ecc. N.B: 60% fondi per analisi dati A.E. richiesti ad ASI sono su XMM-Newton (GT+Open Time+archive)

18 Lessons learned... Necessità di migliore coordinazione nazionale per rapporti con agenzie (ESA, NASA, etc.), per assicurare giusto ritorno alla communità. Maggior coinvolgimento di personale scientifico in fasi di progettazione, realizzazione e calibrazioni Sfruttare pienamente e trasmettere maggiormente ad altri il know-how acquisito  aumentando il trasferimento tecnologico sia verso l’interno che l’esterno  potenziando le collaborazioni scientifiche nell’area bolognese in particolare coinvolgendo dottorandi e laureandi Visibilità verso grande pubblico con outreach professionale

19 Il progetto INTEGRAL/IBIS
Risoluzione problema scientifico  nuovo problema da risolvere? Scienza + Tecnologia  Progetto (missione) Risultati Scientifici Scopo della missione: imaging, spettroscopia e studi di variabilità ad alta risoluzione nella banda X-γ (5 keV – 10 MeV). Guaranteed Time Hardware+Software Calibrazioni in volo Calibrazioni a terra + AIV Lancio missione Attività prevalente di Realizzazione Attività prevalente di Analisi Dati

20 17-X-’02: Lancio da Baikonour 1996-2001: Realizzazione strumenti
INTEGRAL: Cronologia 17-X-’02: Lancio da Baikonour Priorità scientifica per imaging e spettroscopia X e  Satellite per astronomia  di bassa energia originato dall’attività dei gruppi di Southampton (UK) e IASF 1992: INTEGRAL selezionato come M2 da ESA 1995: Selezione Payload complement : Realizzazione strumenti : Integrazione e calibrazioni 17-X-’02: Lancio da Baikonour 20-X-’02: PICsIT first light 2002-oggi: Analisi dati (Cal., PV, CP, GP) Futuro: INTEGRAL approvato da ESA fino al 2008 : Realizzazione strumenti

21 INTEGRAL/IBIS: Contributi principali di IASF-BO
PICsIT Hopper TE/GSE Sviluppo di S/W scientifico (Imaging, simulazioni, calibrazioni) Produzione Instrument Specific S/W per ISDC/ESA Commissioning e PV phase Core Programme

22 Personale allo IASF-BO
Ric./Tec. Tempo Indeterminato: 12 Ric. Tempo Determinato (Art. 23): 3 Totale: ~ 8 anni-uomo/anno (dal 1995 al 2003) Dottorandi: 3 Laureandi: 5

23 Contesto nazionale ed internazionale
Italia: IASF-MI, IASF-BO, IASF-Roma, IASF-PA Europa e USA: Istituti di 8 nazioni (USA, Spagna, Francia, Norvegia, Polonia, Germania, Svizzera, UK)

24 Finanziamenti (ASI) ~200 k€/anno  1400 k€ totali
: Realizzazione e supporto all’industria: ~200 k€/anno  1400 k€ totali : Calibrazione, analisi dati, archivio, sviluppo S/W: ~200 k€/anno  400 k€ totali ~ 30%: personale ~ 70%: H/W (strum. da lab., camera climatica, computer, archivio), riunioni e prove c/o industria, commissioning e PV phase, calibrazioni, attività c/o ISDC, conferenze scientifiche Realizz. PICsIT e Hopper su contratto ASI-LABEN

25 Calibrazioni A terra: (c/o LABEN, Alenia, ESA/ESTEC)
In volo (Commissioning & PV)

26 IBIS Instrument Specific Software (ISSW)
IBIS ISSW deliverable ad ESA (via ISDC) IBIS/PICsIT Instrument Specific S/W: monitoraggio dello strumento (Operating System Monitoring) analisi scientifica (OSA) Verifica performances scientifiche del ISSW PICsIT (rapporti) Offline Scientific Analysis (OSA) rilasciata alla comunità astronomica internazionale tramite ISDC In OSA 3 (Dic ‘03), IBIS ISSW è composto da 20 moduli: CEA-Saclay (ISGRI): 10 moduli IASF-Bologna (PICsIT): 9 moduli ISDC (scripts di collegamento dei moduli ISGRI e PICsIT): 1 modulo

27 ISSW & Calibrazioni in volo
Software Testing (in appoggio a ISDC) Test generali di funzionamento OSA Compatibilità OSA Solaris vs Linux Test di funzionamento e compatibilità software HEASARC/NASA (Ftools, xronos, xspec) con OSA. Calibrazioni (alcuni punti in/con appoggio a IBIS Team) Calibrazione in volo di IBIS/PICsIT Preparazione mappe di background e non-uniformità del rivelatore Calibrazioni assolute delle matrici di risposta IBIS/PICsIT Cross-calibrazione di IBIS/PICsIT con IBIS/ISGRI e SPI (GRB021125) Distaccamento di 1 persona presso l’ISDC (Ginevra) per 7 mesi in supporto alle attività di PV phase e calibrazione in volo.

28 Commissioning e PV Phase
GRB : cross-calibrazione con altri strumenti

29 Ritorno I Interazione con industria nazionale
 crescita nostra e dell’industria(*) nello sviluppo e realizzazione di rivelatori per missioni spaziali scientifiche Interazione con gruppi europei e americani  crescita ad un livello di competitività internazionale (*)Laben prime contractor di IBIS, ALENIA prime contractor di INTEGRAL

30 Ritorno II: Core Programme
Responsible Scientist IASF-Bo: “Sorgenti EGRET non identificate” “AGN” “Crab Pulsar” Partecipazione ad altri topics come Interested Scientists. Partecipazione Open Time con PI e CoI.

31 Ritorno III: Pubblicazioni
Pubblicazioni (solo 2003): 16 pubblicazioni su INTEGRAL e IBIS (satellite, strumento, calibrazione, software analisi dati,…) 8 pubblicazioni su risultati scientifici ottenuti con INTEGRAL 2 IAUC e 4 ATel su scoperte di nuove sorgenti e relativo follow-up

32 Il progetto AGILE Astrofisica Gamma Capacitá di imaging e fast timing
Risoluzione problema scientifico  nuovo problema da risolvere? Scienza + Tecnologia  Progetto (missione) Risultati Scientifici Astrofisica Gamma Capacitá di imaging e fast timing 10 – 40 keV 300 keV – 30 MeV 30 MeV – 50 GeV Guaranteed Time Hardware+Software Calibrazioni in volo Calibrazioni a terra + AIV Lancio Attività prevalente di Analisi Dati Attività prevalente di Realizzazione

33 Cronologia Prioritá scientifica: imaging gamma tra 30 MeV e 50 GeV
ampio campo di vista (1/4 del cielo) elevata risoluzione temporale (1 s) : Studio di Fase B e C fino alla CDR di payload Minicalorimetro + TE GSE + MGSE Segmento di terra Gennaio 2004: CDR di Sistema

34 Personale Staff: Di Cocco, G. Resp. IASF-BO Labanti, C. Resp. MiniCal.
Trifoglio, M. Resp. GSE / MGSE / Ground Segment Gianotti, F. S/W Tecnici: Rossi, E. Elettr. Mauri, A. Elettr. Traci, A. Mecc. Dottorandi: Bulgarelli A., Celesti E., Marisaldi M. Laureandi: Celesti E. Contesto nazionale: IASF-MI, IASF-BO, IASF-Roma INFN (Trieste, Roma 1, Roma 2), CIFS

35 Finanziamenti (ASI) ~100 k€/anno  500 k€ totali
: Realizzazione e supporto all’industria: ~100 k€/anno  500 k€ totali : A completamento: ~250 k€/anno  500 k€ totali ~ 1/3: personale (Bulgarelli, Celesti, Marisaldi) ~ 2/3: H/W (MGSE, strum. da lab., computer, componentistica), riunioni di programma, attività c/o industria, campagne di calibrazione, conferenze scientifiche Realizz. MiniCal. su contratto industriale ASI-RTI

36 Contributo IASF-BO MiniCal + TE GSE e MGSE
S/W di preprocessing per Ground Segment Sviluppo S/W calibrazione, simulazione Partecipazione attivitá di commissioning e PV phase