RADIOTELESCOPIO DIDATTICO

Avanzamento del progetto

10%
SCOPO DEL PROGETTO:

Il progetto prevede la conversione di un concentratore solare Stirling esistente nel Comune di Vermiglio TN, in un radiotelescopio operante nella banda dell’idrogeno neutro (HI – 1420.4057 MHz). Questa frequenza, corrispondente alla transizione iperfine dell’idrogeno neutro, rappresenta una delle più significative finestre osservative per la radioastronomia, permettendo di:

  • Mappare la struttura della Via Lattea attraverso le nubi di idrogeno neutro;
  • Studiare la dinamica galattica misurando l’effetto Doppler delle nubi di HI;
  • Analizzare la distribuzione della materia oscura nella nostra galassia;
  • Osservare le strutture a grande scala dell’universo;

Il progetto prevede la realizzazione di un’antenna parabolica con diametro di 380 cm sulla base di uno strumento già esistente. Questa attrezzatura è destinata all’osservazione spaziale nella banda dell’idrogeno e sarà gestita dall’associazione Phoenix APS Associazione Radioamatori e Astrofili della Val di Non e Sole, offrendo a ricercatori, studenti e appassionati la possibilità di sperimentare e raccogliere dati scientifici.

L’antenna parabolica avrà come principali obiettivi:

  • Osservazione della radiazione emessa dall’idrogeno:
    Grazie alla sua apertura e sensibilità, l’antenna sarà in grado di captare segnali a frequenze specifiche associate alle emissioni di idrogeno, contribuendo così alla ricerca astrofisica.
  • Accessibilità per la comunità scientifica:
    l’installazione sarà disponibile per gli esperti e gli studenti, promuovendo la ricerca collaborativa e l’innovazione. L’accesso avverrà tramite gestione remota attraverso una piattaforma WEB.
  • Riduzione dell’inquinamento luminoso e radiotecnico:
    il posizionamento strategico in alta quota garantirà condizioni ottimali per l’osservazione e la raccolta dati.
    A quote elevate e in un contesto non urbanizzato non vi sono emissioni di radiofrequenze umane che disturberebbe la sensibilità del ricevitore montato sulla parabola.

Caratteristiche dell’Antenna

  • Materiale alluminio e acciaio, scelto per la leggerezza e la resistenza agli agenti atmosferici.
  • Diametro: 380 cm
  • Superficie di raccolta effettiva: ≈ 11.34 m²
  • Rapporto focale (f/D):0.6
  • Lunghezza focale: 228 cm
  • Guadagno teorico a 1420 MHz: ≈ 38 dBi
  • HPBW (Half Power Beam Width): ≈ 1.5°
  • Efficienza di apertura stimata: 65%
  • Temperatura di sistema prevista: 150-200K

Struttura di Supporto

Base:

la parabola sarà montata su una base robusta in acciaio, ancorata solidamente al terreno tramite bulloni ancorati a un plinto in cemento armato per resistere a forti venti e alle intemperie.

Inclinazione e rotazione:

regolabile tramite un sistema di attuatori elettrici che permetterà di orientare l’antenna verso l’orizzonte in base ai corpi celesti di interesse.

Stazione meteorologica:

la struttura sarà dotata di strumenti e sensori per misurare l’intensità del vento e le precipitazioni, specialmente quelle nevose, per permettere di posizionare l’antenna in posizione di sicurezza qualora si verificassero fenomeni avversi.

Sistema di Movimentazione

  • Azimut: 410° di rotazione continua
  • Elevazione: 0° – 90°
  • Precisione di puntamento: ±0.1°
  • Velocità di tracciamento: 0.5°/sec
  • Motori: Servomotori brushless con encoder assoluti
  • Sistema di controllo: PLC industriale con interfaccia Ethernet

Catena di Ricezione

  • Feed: Illuminatore corrugato ottimizzato per 1420 MHz
  • LNA: Amplificatore criogenico con temperatura di rumore <30K
  • Filtro passa-banda: Larghezza 10 MHz centrato su 1420.4057 MHz
  • Convertitore: Down-converter a IF di 70 MHz
  • ADC: Convertitore analogico-digitale 16 bit, 100 MS/s
  • Backend digitale: FPGA per elaborazione in tempo reale

Software di acquisizione dati:

implementazione di un sistema software per la registrazione e l’analisi dei dati raccolti.

Alimentazione e network:

  • Richiesta elettrica: Allacciamento Trifase 16A 380V
  • Rete Internet: Fibra Ottica 1Gb o ADSL min. 100mbs

L’associazione Phoenix gestirà l’intero progetto, garantendo l’accesso ai dati e al controllo remoto della strumentazione, alla comunità scientifica per attività di osservazione e sperimentazione.

Verranno organizzati periodici workshop e sessioni informative per formare nuovi utenti e favorire la diffusione delle conoscenze riguardanti l’astrofisica e le tecniche di osservazione. Verrà garantito l’accesso ai dati alle strutture didattiche e agli istituti di ricerca per offrire uno strumento scientifico accessibile e versatile.

L’ubicazione definitiva dello strumento andrà ricercato sul comune di Vermiglio e selezionato in accordo con l’amministrazione valutando diversi fattori tra cui:

  1. Sopra i 2000m c’è una riduzione del 30% dell’assorbimento atmosferico che interferisce con la ricezione dei segnali.
  2. Diminuzione significativa delle interferenze radio urbane: la localizzazione in una zona montana consente di minimizzare l’inquinamento proveniente dalle aree urbane, migliorando la qualità delle osservazioni.
  3. Condizioni atmosferiche stabili per lunghi periodi, situazione ideale per la stabilità delle osservazioni.
  4. Temperatura media più bassa con benefici per il rumore termico che migliorano la qualità dell’apparato ricevente.

Impatto paesaggistico e elettromagnetico:

Nonostante le dimensioni importanti, la parabola ha un profilo sottile e slanciato che sparisce nel contesto alpino riducendo l’impatto visivo.

La struttura non presenterà più gli specchi del concentratore solare ma una rete a maglia fine in lamiera zincata, rendendola opaca e non riflettente.

Importante precisare che l’antenna è uno strumento di ricezione dei segnali e non di trasmissione, così da evitare qualsiasi problema di onde elettromagnetiche pericolose.

mappa comune di vermiglio

Progetti di Ricerca Possibili

1. Mappatura HI Galattica

    • Creazione di mappe della distribuzione dell’idrogeno neutro;

    • Studio delle velocità radiali delle nubi di HI;

    • Analisi della struttura a spirale della Via Lattea;

2. Studio di Regioni HI

    • Identificazione di regioni di formazione stellare;

    • Analisi della dinamica del gas ionizzato;

  •  

Progetti Didattici

1. Laboratorio di Radioastronomia Base

    • Introduzione ai principi della radioastronomia;

    • Calibrazione strumentale;

    • Acquisizione e analisi dati di base;

2. Progetti Avanzati per Studenti

    • Determinazione della curva di rotazione galattica;

    • Stima della massa della Via Lattea;

    • Analisi spettrale delle emissioni radio;

  •  

Collaborazioni e Network

Il progetto si potrebbe inserire in network esistenti:

    • European VLBI Network (EVN) per osservazioni coordinate;

    • Global Network of Astronomical Telescopes (GNAT);

    • Progetti di citizen science;

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