{"id":216,"date":"2018-04-17T16:06:41","date_gmt":"2018-04-17T16:06:41","guid":{"rendered":"https:\/\/frontierainaf.wordpress.com\/?p=212"},"modified":"2019-06-04T14:25:12","modified_gmt":"2019-06-04T13:25:12","slug":"uo3-tecnologie-per-lalta-risoluzione-spettrale","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/frontiera.inaf.it\/?p=216","title":{"rendered":"UO3: Tecnologie per l\u2019Alta Risoluzione Spettrale"},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align: justify;\">La <strong>UO3<\/strong> si occuper\u00e0 dello svolgimento delle attivit\u00e0 di ricerca e sviluppo nel campo della spettroscopia ad alta risoluzione in cui <a href=\"http:\/\/www.inaf.it\">INAF<\/a> ha acquisito negli ultimi anni delle competenze che lo pongono ai primi posti in ambito non solo europeo ma anche mondiale. <a href=\"http:\/\/frontiera.inaf.it\/?p=151\">GIARPS<\/a> al TNG rappresenta un laboratorio scientifico e tecnologico unico, fondamentale per la nostra comunit\u00e0. Progetti <a href=\"https:\/\/www.eso.org\/public\/\">ESO<\/a> di punta come <a href=\"http:\/\/frontiera.inaf.it\/?p=117\">CRIRES+<\/a> ed <a href=\"http:\/\/frontiera.inaf.it\/?p=113\">ESPRESSO<\/a>, hanno visto un notevole coinvolgimento tecnologico dell\u2019INAF. Attualmente, INAF \u00e8 alla guida del consorzio che conduce lo studio di fase A per lo spettrografo <a href=\"http:\/\/frontiera.inaf.it\/?p=155\">HIRES<\/a> per l\u2019E-ELT, a conferma dell\u2019eccellenza raggiunta in questo campo. Nell\u2019ambito del programma Opticon, l\u2019INAF ha inoltre acquisito un ruolo di primissima importanza nella progettazione di reticoli disperdenti nonch\u00e9 la messa a punto di tecnologie realizzative innovative e sempre pi\u00f9 performanti. L\u2019UO3 lavorer\u00e0 perch\u00e9 INAF possa mantenere il ruolo di leadership in questo settore e giocare un ruolo fondamentale nella costruzione degli strumenti di nuova generazione, focalizzandosi in particolare su:<\/p>\n<ul style=\"text-align: left;\">\n<li>Tecnologie di integrazione optomeccanica<\/li>\n<li>Soluzioni innovative per l\u2019elettronica, il software di controllo e il software scientifico di strumenti astronomici di nuova generazione<\/li>\n<li>Tecnologie criogeniche e ottimizzazione di spettrografi infrarossi.<\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: justify;\">Mettendo a frutto investimenti provenienti da premiali precedenti (T-Rex), l\u2019INAF si \u00e8 dotata di strumentazione metrologica all\u2019avanguardia. Impiegando questa tecnologia nell\u2019ambito dell\u2019integrazione opto-meccanica, nonch\u00e9 grazie all\u2019esperienza decennale maturata nell\u2019integrazione optomeccanica con tecniche tradizionali (per strumenti come Dolores al TNG, <a href=\"http:\/\/frontiera.inaf.it\/?p=102\">X-Shooter<\/a> al VLT, Sphere al VLT\u2026) si \u00e8 eseguito con successo ed efficacia l\u2019allineamento e l\u2019ottimizzazione dello spettrografo ad alta risoluzione <a href=\"http:\/\/frontiera.inaf.it\/?p=113\">ESPRESSO<\/a> al VLT.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">L\u2019INAF ha di fatto sviluppato nuove tecniche di integrazione ottica basata su metrologia meccanica che riducono i tempi di integrazione e facilitano l\u2019utilizzo di montature super stabili. Il <a href=\"http:\/\/frontiera.inaf.it\/?p=256\">WP3.2<\/a> si dedicher\u00e0 al potenziamento di questa attivit\u00e0 al fine di semplificarne le fasi di integrazione in sistemi opto-meccanici di medio-grandi dimensioni; attivit\u00e0 essenziale per il raggiungimento dei requisiti molto stringenti della strumentazione ad alta risoluzione di nuova generazione dedicata a telescopi di classe 30-40m. Lo stesso WP si occuper\u00e0 di sviluppare e applicare le nuove tecniche di ingegneria di sistema (Model Based System Engineering, Object Oriented System Engineering Method, \u2026) adattandole all\u2019impiego nella strumentazione astronomica. Inoltre, il <a href=\"http:\/\/frontiera.inaf.it\/?p=256\">WP3.2<\/a> svolger\u00e0 attivit\u00e0 di ricerca e sviluppo nell\u2019ambito dei reticoli di tipo echelle, i quali sono tuttora basati su reticoli che lavorano in riflessione e risultano un elemento indispensabile per realizzare sistemi ad alta risoluzione. La possibilit\u00e0 di sviluppare reticoli echelle che lavorano in trasmissione risulta cruciale per poter avere lo stesso salto prestazionale che si \u00e8 avuto nei reticoli a bassa dispersione grazie all&#8217;introduzione dei reticoli olografici di volume (VPHG) che mostrano efficienze superiori al 90% e dei reticoli litografici. La possibilit\u00e0 inoltre di inserire in un unico device pi\u00f9 di un elemento disperdente semplificherebbe notevolmente il progetto dell\u2019intero strumento spettrografico. Questa attivit\u00e0 in parte avviata grazie a programmi quali Opticon, renderebbe INAF uno tra i pochi istituti astronomici aventi non solo le conoscenze necessarie alla progettazione dei reticoli ma anche le capacit\u00e0 costruttive.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Il <a href=\"http:\/\/frontiera.inaf.it\/?p=258\">WP3.3<\/a> mira a consolidare i livelli di eccellenza riconosciuti su scala europea ed internazionale di elettronica e software di controllo ed analisi dati per strumentazione astronomica all\u2019avanguardia, in particolare, in vista della costruzione dello spettrografo <a href=\"http:\/\/frontiera.inaf.it\/?p=155\">HIRES<\/a> all\u2019E-ELT. L\u2019attivit\u00e0 relativa al software di controllo prevede in una prima fase uno studio di fattibilit\u00e0, che terr\u00e0 conto dei requisiti derivanti dalla descrizione preliminare dello strumento sia in termini di operazioni di alto livello che di controlli a basso livello. In una seconda fase si proceder\u00e0 a progettare l\u2019architettura software del sistema che, vista la complessit\u00e0 degli strumenti moderni prevede tipicamente l\u2019identificazione di diversi sottosistemi software interagenti tra loro. Il disegno di questi sottosistemi come la loro modalit\u00e0 di interazione sar\u00e0 oggetto dettagliato di studio per garantire soluzioni ottimali in termini di capacit\u00e0 operativa, prestazioni, interoperabilit\u00e0 e manutenzione a lungo termine in condizioni ambientali sfavorevoli. Una terza fase vedr\u00e0 l\u2019implementazione di alcuni prototipi di software e hardware basati sull\u2019architettura proposta in grado di implementare le principali funzionalit\u00e0 del sistema. Per i sistemi di controllo recenti inoltre si fa sempre pi\u00f9 affidamento a sistemi commerciali; un principio applicato a tutti i componenti del sistema come ad esempio quelli elettromeccanici utilizzati per i posizionamenti di precisione. Uno degli obiettivi di questo WP sar\u00e0 quello di approfondire la conoscenza e valutare continuamente le nuove proposte dei produttori specializzati nel campo. Con l\u2019aumento della complessit\u00e0 dei sistemi di controllo, la gestione e soprattutto la verifica della configurazione di tutti i sub-componenti \u00e8 un compito critico per salvaguardare le prestazioni. Partendo da questo punto, si prevede pertanto di sperimentare e sviluppare nuove tecniche software e hardware, mirate a semplificare ed effettuare l\u2019autoverifica della corretta configurazione a livello di sistema. Lo sfruttamento scientifico ottimale della moderna (e futura) strumentazione astronomica richiede oltre a competenze di controllo anche dedicati software per la riduzione ed analisi dati ottimizzati per i casi scientifici dello strumento. Le competenze nella progettazione e sviluppo di tali software sono cresciute nell\u2019ambito del progetto <a href=\"http:\/\/frontiera.inaf.it\/?p=113\">ESPRESSO<\/a> con la ricerca di soluzioni innovative ed in prospettiva, il <a href=\"http:\/\/frontiera.inaf.it\/?p=258\">WP3.3<\/a> lavorer\u00e0 perch\u00e9 tali competenze possano ulteriormente rafforzarsi per permettere di raggiungere gli obiettivi scientifici sempre pi\u00f9 ambiziosi della strumentazione futura.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Infine, il <a href=\"http:\/\/frontiera.inaf.it\/?p=260\">WP3.4<\/a> si prefigge di potenziare l\u2019esperienza maturata in oltre due decenni nella progettazione e costruzione di spettrometri criogenici che lavorano a lunghezze d\u2019onda infrarosse. Attualmente, INAF \u00e8 all\u2019avanguardia mondiale nel campo della spettroscopia infrarossa ad alta risoluzione grazie allo strumento <a href=\"http:\/\/frontiera.inaf.it\/?p=147\">GIANO<\/a> operante al Telescopio Nazionale Galileo. La progettazione e costruzione di questo spettrometro \u2013 unico al mondo nel suo tipo \u2013 \u00e8 stata possibile grazie ad una profonda e continua collaborazione con ditte Italiane altamente specializzate nel campo della criogenia (Criotec Impianti) e dell\u2019ottica (Pecchioli Research). Questa collaborazione \u00e8 proseguita con la sperimentazione di nuove tecnologie relative a micro-ottiche per fibre-IR e relative interfacce criogeniche, nell\u2019ambito di progetti premiali precedenti (T-Rex). Nell\u2019attuale progetto proponiamo di potenziare questa collaborazione sviluppando criostati ultra-stabili (variazioni di temperatura inferiore a 0.001 K\/giorno) e coatings ad altissima efficienza (perdite inferiori a 0.3% per superficie su tutta la banda infrarossa) per ottiche di grandi dimensioni che lavorano in ambiente criogenico. Tutte queste attivit\u00e0 sono finalizzate ad ottimizzare le prestazioni degli spettrometri in modo da raggiungere e superare i limiti strumentali estremi richiesti dagli obiettivi scientifici pi\u00f9 ambiziosi (p.e. misure di abbondanze chimiche in pianeti extra-solari simili alla terra, verifica della stabilit\u00e0 delle costanti fisiche su scale di tempi cosmologiche). A tal fine prevediamo anche un dettagliato lavoro di simulazione dei dati includendo e modellando tutti gli effetti strumentali. L\u2019attivit\u00e0 di simulazione \u00e8 fondamentale per individuare e correggere gli aspetti pi\u00f9 critici della progettazione dello spettrometro.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">L\u2019UO3 \u00e8 organizzata in 4 WPs:<\/p>\n<ul style=\"text-align: left;\">\n<li><strong><a href=\"http:\/\/frontiera.inaf.it\/?p=253\">WP3.1 Coordinamento<\/a> <\/strong>\u00a0<em>(Resp M. Riva)<\/em><\/li>\n<li><strong><a href=\"http:\/\/frontiera.inaf.it\/?p=256\">WP3.2 Optomeccanica<\/a><\/strong> <em>(Resp M. Riva)<\/em><\/li>\n<li><strong><a href=\"http:\/\/frontiera.inaf.it\/?p=258\">WP3.3 Elettronica, software di controllo e scientifico<\/a><\/strong> <em>(Resp P. Di Marcantonio)<\/em><\/li>\n<li><strong><a href=\"http:\/\/frontiera.inaf.it\/?p=260\">WP3.4 Ottica, criogenia ed ottimizzazione degli spettrometri infrarossi<\/a><\/strong> <em>(Resp E. Oliva)<\/em><\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Componenti l&#8217;UO3:<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Aliverti Matteo, <a href=\"http:\/\/frontiera.inaf.it\/?p=871\">Baldini Veronica<\/a>, Bianco Andrea, Cirami Roberto, Coretti Igor, del Vecchio Ciro, Di Marcantonio Paolo, Dolci Mauro, Falcini Gilberto, Ferruzzi Debora, Genoni Matteo, Landoni Marco, Licausi Gianluca, Mason Elena, Moschetti Manuele, Oggioni Luca, Oliva Ernesto, Pariani Giorgio, Tozzi Andrea, Xompero Marco, Zanutta Alessio.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>La UO3 si occuper\u00e0 dello svolgimento delle attivit\u00e0 di ricerca e sviluppo nel campo della spettroscopia ad alta risoluzione in cui INAF ha acquisito negli ultimi anni delle competenze che lo pongono ai primi posti in ambito non solo europeo ma anche mondiale. 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