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Sviluppi tecnologici

Sviluppi tecnologici. IL TELESCOPIO AZT24. Riflettore Ritchey-Chrétien 1.1 m di apertura Montatura equatoriale alla tedesca Proveniente dall’Osservatorio di Pulkovo (san Pietroburgo). Installato nella cupola Est della Stazione Osservativa di Campo Imperatore (AQ) nel 1997.

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Presentation Transcript

  1. Sviluppi tecnologici

  2. IL TELESCOPIO AZT24 Riflettore Ritchey-Chrétien 1.1 m di apertura Montatura equatoriale alla tedesca Proveniente dall’Osservatorio di Pulkovo (san Pietroburgo). Installato nella cupola Est della Stazione Osservativa di Campo Imperatore (AQ) nel 1997. Prima luce con la camera infrarossa SWIRCAM nel 1999.

  3. Telescopio AZT24 ConfigurazioneRitchey-Chrétien Campo corretto20' = 46 mm Specchio primario diametro1100 mmfocale4553 mm Specchio secondariodiametro590 mm distanza dal primario2605.5 mm EFL Cassegrain 7971 mm ( f / 7.2 ) Montaturaequatoriale alla tedesca Movimentazione telescopiomotori DC Puntamento sistemaencoder assoluti in  e risoluzione10” ( sola precisione meccanica ) Velocità coarse75 ‘ / sec fine15 “ / sec Massa totale 32 tonnellate Massa in movimento 24 tonnellate

  4. SVILUPPI TECNOLOGICI Movimentazione specchio terziario AZT24 • Messa a fuoco più agevole • Possibilità di dithering muovendo solo M3 • Possibilità di montare altri strumenti Motori Physik Instrumente

  5. Near-infrared camera SWIRCAM Camera per il vicino infrarosso (1-2.5 m) Equipaggiata con array Rockwell HgCdTe 256 × 256 “PICNIC” Assemblata dalla Infrared Laboratories di Tucson (AZ) nel 1997. Prima luce al telescopio AZT24 nel 1999. Unico rivelatore per il vicino infrarosso sul territorio nazionale.

  6. SWIRCAM – Layout (EFOSC)

  7. SWIRCAM - Caratteristiche JHKEfficienza quantica 59 % 70 % 61 % Dark current 0.00367 ADU / sec / pixel Intervallo dinamico 0 - 55000 Intervallo di linearità 5000 - 50000 Readout noise ~ 30 e- ( senza pixel processing ) Gain 5.95 e- / ADU Ghost di persistenza trascurabili Ghost elettronici ~ 2.5 % della sorgente Scala 1.04 “/ pix FOV 4.4’ x 4.4’ Tempi tipici detector readout~ 0.36 sec / DIT image transfer~ 9.50 sec / group telescope offset~ 3.30 sec / arcmin (bassa velocità)

  8. SWIRCAM - Capabilities Fotometria a banda larga a banda stretta J @ 1.25 m HeI @ 1.083 m H @ 1.65 m FeII @ 1.645 m K @ 2.2 m H2@ 2.121 m K’ cut a 2.32 m Br@ 2.164 m NGC891 in banda H (mosaico di 2 immagini) Spettroscopia Grism IJ Grism HK + order sorter Range = 0.84 – 1.32 m Range = 1.45 – 2.38 m C = 1.09 m C = 1.92 m sampling = 19 Å / pix sampling = 36 Å / pix R ~ 271 R ~ 268 Spettri IJ e HK della sorgente AFGL 2298 (13.05.2002) (Clark et al., 2003, A&A, 403, 653)

  9. SWIRCAM - Performances Caratteristiche del sito  = -13° 33’ 29”.2  = +42° 26’ 39”.1 h = 2150 m (s.l.m.) Notti osservative 120 / anno Seeing tipico  1.5-3.5 arcsec <  > = 2.2 arcsec Luminosità del cieloJHK( mag / arcsec2 )15.5 14.5 11.5 Errore introdotto dal flat-field< 10 % senza illumination correction < 2 % con illumination correction Stabilità fotometricaJHK(mag)0.06 0.1 0.2 Mag. limite per la fotometria ( S / N = 3 , Texp = 60 sec ,  = 2.5 arcsec): Jlim = 18.1 Hlim = 16.9 Klim = 15.3 Mag. limite per la visibilità del continuo ( S / N = 3 , Texp = 900 sec ,  = 2.5 arcsec): Jlim = 14.0 Hlim = 12.3 Klim = 10.8

  10. SVILUPPI TECNOLOGICI • Schermaggio dell’emissione dello specchio secondario sullo stop di Lyot • Studio del possibile utilizzo di un grism a media risoluzione (R~1000) per studiare la banda del CO oltre 2.28 m • Implementazione di ulteriori filtri a banda stretta (es. CO @ 2.3 m)

  11. CONCORDIA @ DOME C

  12. WHY Dome C? • Sub-arcsec seeing conditions, which allow diffraction limited imaging (at least at near & mid-IR wavelengths) without complex optics. • High sky transparency, low levels of precipitated water, low sky emissivity and low temperature all combine in making a moderate size telescope on the Antarctic Plateau as powerful as an instrument of bigger size operating elsewhere. • Enormous gain especially for l > 2 mm for reduced thermal background. M, N, Q bands so stablethat they might be exploited in a ‘simple’ way, e.g. with surveys. A NEW ASTRONOMY, impossible elsewhere on Earth and not foreseen with comparable observing time in space.

  13. Background atmosferico a South Pole

  14. The IRAIT telescope Cassegrain; Alt-Az.; D=0.8m; F/3 mirror; Final: F/20 (wobbl. sec. mirror); 12.79 “/mm (Cass. Scale)

  15. Status… • Remote control and robotic operations are ready • Solutions for the enclosure are in progress

  16. Focal plane instruments • Mid-IR camera (Boeing Si:As 128x128 pixels, to be evolved into 256x256). Expected limits:sources around 20 mJy in 10 min (3s) at 10 mm. Field of view: up to 8’x8’. • (INAF-OACT) • Possiblenear-IR camera(1-5 mm, e.g. Hawaii, 1024x1024pixel) from France-Spain (NicholasEpchtein, Nice, & Carlos Abia, Granada) in aproject formaking IRAIT a Italo-French-Spanish facility.

  17. Cryogenics • He-cooled dewars are OK for summer, but impractical for winter requirements (refilling operations, transportation, handling of He…) • Cryostats with closed-circuit cryocoolers more suitable (now widely used also in ‘normal’ astronomical sites). • However, for ~ 6 K operations (Si:As detectors) 2-stage systems • required: so far rather power-consuming (> 2KW): maybeproblems with energy supply at Dome C. Solutions available for spaceapplications (pulse tubes at low energy consumption: < 500 W) but… expensive!

  18. Where we started from: Tircam2

  19. AMICA1 Test astronomico primavera 2005 (TIRGO) - Spedizione a Dome C autunno 2005 • He cooled Dewar • Detector Si:As 128x128 (acquired from Tircam2) • Optical and electronic project development at OACT

  20. AMICA2 • Closed-loop cryogenic system • 256x256 Si:As array • Automatic operation R&D…..

  21. AMICA 2 – R&D (Europa) Tecnologia infrarossa Sofradir ( Francia) AEG-AIM ( Germania ) Elettronica LETI ( Francia ) Criogenia Cryomat, Cryoforum, CMH ( Francia ) Quantum Kriotechnik, Cryo-technics, Cryophysics GmbH ( Germania ) Meili Kriotech, TECO-René Koch ( Svizzera ) Valley Research Corporation ( Spagna ) Cryogenic Ltd, Wessington Cryogenics (UK) Cryotechnic Group ( Polonia )

  22. AMICA 2 – R&D Italia Elettronica e meccanica Tecnomare, Elettromare, Forestal Criogenia e vuoto Rial Vacuum, FLIR Ottica Officine Galileo (progettazione, realizzazione e test) CETEV (trattamento materiali, realizzazione ottiche) SILO (realizzazione ottiche) Possibili collaborazioni con INFN (LNGS) per la criogenia }  ora Galileo Avionica

  23. Science with IRAIT • Hot nebulae (100-500 K): star formation region, planetary nebulae, supernova remnants, circumstellar envelope of giant stars. • More obvious targets: red Galactic objects, interactions betweenstellar fluxes and the ISM Examples: 1. Surveys of mass losing evolved stars; 2. Surveys of dense ISM regions & star formation 3. Search of obscured sources (Supernovae, AGB…) 3. Surveys to look for intrinsically cool objects (exoplanets, BD,WD) • In addition, ~100 known Seyferts and AGN reachable (IRAS!). A wide sample of galaxies at low z (< 0.1) accessible to study colors and SF bursts. IR bright Galaxies

  24. Obscured Supernovae

  25. Mid-IR color and mass lossfrom AGB stars

  26. MM sources in SFR: possibility of TO for IR counterparts of ALMA objects

  27. Telescopio TNT (Teramo-Normale Telescope) Teramo: Lat.: +42° 39’ 27”Long.: -13° 43’ 58”.8 Alt.: 398 m Specchio M1: 0.72 m Lungh. focale: 10.1 m ( f / 14 ) Configurazione: Ritchey-Chrétien Montatura: equatoriale Seeing tipico:  1.5-4.5 arcsec <  > = 2.5 arcsec Notti osservative:  70-100 / anno

  28. TOD - Teramo Optical Detector Arrivo all'OACT: inizio 2001 Costruttore: Princeton Instrum. Modello: MicroMAX-1300PB Formato: 1340 x 1300 Dim. Pixel: 20 micron Well Capacity: 180000 e Intervallo dinam.: 16 bits Temperatura di lavoro: -40°C NTE Corrente oscurita': ~0.02 e/s/pix Tempo di lettura: 17 s. @50kHz R.O.N.: 2-4 e @50kHz Risoluzione: 0.41 “/pixel Campo di vista: 9'.2 x 8'.9

  29. Robotizzazione del telescopio TNT Passi fondamentali: -controllo delle condizioni meteo (punto di rugiada, forza del vento) -controllo dell'alimentazione elettrica generale -sincronizzazione al tempo universale -inizializzazione del sistema (cupola, telescopio, CCD) -apertura e gestione del file di log delle osservazioni -controllo del 'fuoco' del telescopio -gestione autoguida -memorizzazione immagini acquisite e compilazione registro di cupola -'messa a riposo' dell'intero sistema Punto di partenza: -automatizzazione della gestione del sistema telescopio-cupola -automatizzazione della gestione della camera CCD e ruota portafiltri -sincronizzazione al tempo universale via GPS Limiti attuali: -nessun controllo delle condizioni meteo -alimentazione elettrica 'sparsa' da azionare manualmente -sistema di autoguida semi-automatico (la selezione della stella e' manuale)

  30. Passi avanti effettuati: #Aggiornamento autoguida -sotituzione dell'encoder incrementale sullo specchio secondario con un encoder assoluto -nuovo sistema ottico Dimensioni campo autoguida (zona rossa) 6'.5x6'.5 Distanza centro campo autoguida - centro campo CCD ~14' Magnitudine limite r=12 (utilizzando ammasso IC4665 e catalogo USNO)

  31. Sviluppi Tecnologici: • Implementazione centralina meteorologica con orario radiocontrollato (Oregon Scientific WMR918) • Completa automatizzazione dell'autoguida (selezione automatica della stella) • Scrittura del software di gestione globale per la completa robotizzazione del sistema.

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