Sviluppo di Competenze

Saranno accresciute le conoscenze e competenze in campo tecnico-scientifico nel settore dell’imaging ad altissima risoluzione e della coronografia; queste saranno spese in campo internazionale per rafforzare il coinvolgimento della comunità italiana nei grandi progetti con importanti ricadute economiche verso le ditte nazionali coinvolte nelle attività.

Sarà sviluppato il software necessario all’analisi dei dati derivati dagli strumenti ad alta risoluzione spaziale, usando sofisticati algoritmi di de-convoluzione e ricostruzione in grado di migliorare la qualità delle immagini. Queste competenze potranno essere riversate in campo biomedico, e nei settori intelligence e telerilevamento.

Saranno sviluppate conoscenze e competenze tecnico-scientifiche nel settore della spettroscopia ad altissima risoluzione e altissima stabilità. Queste competenze ci permetteranno di avere un ruolo leader a livello internazionale nella progettazione e costruzione di strumentazione di piano focale per spettroscopia per i telescopi della classe superiore a 10 m.

Saranno consolidate ed ampliate competenze nel campo del design e dell’implementazione di sistemi software per il controllo di strumentazione complessa, in particolare nel campo dei frameworks basati sulle tecnologie object-oriented e nella supervisione e gestione distribuita di sistemi di controllo complessi  anche basati su sistemi operativi eterogenei.

Saranno potenziate la competenze del personale INAF nel gestire programmi complessi e di lunga durata quali la realizzazione dello strumento HIRES per E-ELT. In particolare con l’utilizzo dei sistemi “Model-Based” per la gestione articolata di Sistemi complessi e delle loro performance.

Lo sviluppo di nuove tecniche di allineamento metrologico più rapide ed efficaci abiliterà lo sviluppo di strumentazione più complessa e performante non solo in ambito scientifico, bensi più in generale nell’industria ottica e meccanica (per es. optical sensing, chemical analysis, environmental monitoring)

Il potenziamento di nuove tecniche per la realizzazione di reticoli ad alta dispersione, nonché lo sviluppo di device innovativi, permetterà all’INAF di consolidare la leadership nell’utilizzo di questi devices in ambito astronomico; avrà inoltre un significativo ritorno tecnologico per i progetti sia spaziali che terrestri di “chemical analysis” ed environmental monitoring.

Lo studio e la realizzazione di prototipi ad alta stabiltà criogenica abiliterà il raggiungimento di precisioni spettroscopiche mai raggiunte fino ad ora nel dominio infrarosso con possibili ricadute industriali in ogni ambito criogenico (medicale, biotecnologico, …)

Lo sviluppo di coating ad altissima efficienza aumenterà il valore aggiunto in moltissime applicazioni optomeccaniche, migliorandone le prestazioni e/o riducendone i costi.

il progetto ha l’ambizione di coltivare la ricerca nelle tematiche astrofisiche di frontiera, come la scoperta e l’analisi dei sistemi planetari, la formazione ed evoluzione delle strutture cosmiche e la fisica fondamentale, che sono i casi scientifici di punta della strumentazione sviluppata nell’ambito del progetto. Questo permetterà alla comunità italiana di essere leader a livello internazionale nell’uso scientifico di questi strumenti quando giungeranno a essere operativi.

Le attività proposte nel campo dello studio dei sistemi (eso-)planetari è indispensabile perché l’Italia ottenga il ritorno scientifico aspettato anche dai progetti spaziali CHEOPS (2018) e PLATO (2025) dell’Agenzia Spaziale Europea. In questi progetti l’INAF e l’industria aerospaziale nazionale (es., Leonardo/Finmeccanica, Thales Alenia Space Torino, Medialario) hanno ruoli di primo piano e l’Agenzia Spaziale Italiana sta investendo risorse cospicue per la fornitura di parti del loro payload. L’ottenimento dei risultati attesi da queste missioni richiede infatti il supporto fondamentale degli strumenti ad alta risoluzione spaziale e spettrale da terra che sono oggetto di questa proposta, e inoltre la presenza di una comunità scientifica competente e competitiva, la cui esistenza dipende dal sostegno alle attività scientifiche e di formazione qui proposte.

Le attività tecnologiche oggetto della proposta promuovono lo sviluppo di prodotti ad alto valore aggiunto, quali detector infrarossi, specchi adattivi, sensori di fronte d’onda, telecamere veloci a basso rumore, real-time computer ed algoritmi di ricostruzione delle immagini, con potenziali applicazioni in settori della ricerca non solo astronomica. Per es.:

lo sviluppo di algoritmi predittivi in grado di stimare l’andamento di fenomeni pseudo caotici come turbolenza o vibrazioni complesse senza basarsi su di una conoscenza “a priori” della fisica del sistema in analisi. Le conoscenze e competenze sviluppate in questo ambito sono trasferibili ad altro tipo di problematiche che si riscontrano in molti settori della tecnologia applicata come ad esempio: sistemi ABS per autoveicoli, smorzamento attivo delle vibrazioni, piloti automatici, stabilizzazione delle immagini nelle riprese televisive.

L’utilizzo di sensori per immagini sCMOS ad alta velocità e basso rumore, nel cuore dello strumento SHARK-VIS, permetterà la ottimizzazione di questa tecnologia in campo scientifico con sicure ricadute industriali in vari settori che vanno dall’automotive, al telerilevamento, alla indagine biomedica.