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1 Document Content Attached Documents Reference Documents Author To c.c. Nuova installazione in area TT1 in collaborazione con gruppo G.A.U.S.S., La Sapienza, Roma Dario Mancini G.A.U.S.S., GLT M. Della Valle Pages 8 Date Filename TT1 Debris rel1.0.doc INDICE 1 Documenti di riferimento Acronimi Introduzione Informazioni generali e riferimenti Strumentazione Programma di collaborazione nel settore dei detriti spaziali Installazione di una nuova postazione osservativa Uso del TT1 per le osservazioni dei debris Uso combinato di più telescopi Personale di riferimento GLT e G.A.U.S.S Facilities e personale disponibile Schedula di attuazione del programma Durata del programma MOU...8 1

2 1 Documenti di riferimento Titolo Documento Data Note/Indirizzo Tabella caratteristiche tecniche TT Risultati scientifici 2 Half Acronimi 2

3 3 Introduzione Questo documento riporta lo stato della stazione alla data del ed è allo stesso tempo il documento di interfaccia per la gestione delle attività relative alla collaborazione tra Osservatorio di Castelgrande e Università La Sapienza nell'ambito del progetto G.A.U.S.S.?? 4 Informazioni generali e riferimenti Il TT1 è un telescopio di 1537mm di apertura, in montatura altazimutale ed in configurazione ottica Ritchey-Chrétien. Il fuoco attualmente utilizzato è il fuoco Cassegrain ma il telescopio è provvisto di due fuochi Nashmit F11 ed un fuoco trapped F5.6, che possono essere attivati rispettivamente con l'installazione di uno specchio di rinvio a 45 gradi e rotatori di campo se necessari nel primo caso o di una struttura di supporto statica e dinamica nel secondo caso. Nel caso dei fuochi Nashmit sono già presenti le flange di accoppiamento da attrezzare sui due arm, mentre nel caso del fuoco trapped deve essere inserito un correttore lungo il cammino ottico per ottenere la riduzione di focale nella posizione stabilita all'altezza del center piece. Gli assi di alt sono lavorati in precisione per consentire l'inserimento di componenti ottici addizionali. Le caratteristiche tecniche e prestazionali del telescopio sono riportate in tabella 1 ( ). Il TT1, visibile in fig.1 installato in cupola, è operativo dall'anno Negli anni 2006 e 2007 sono stati svolti programmi di commissioning tecnici e scientifici. Precedentemente, negli anni 2004 e 2005, sono state completate l'installazione del telescopio, la realizzazione di tutti gli impianti di osservatorio e del telescopio, la preparazione del sistema di controllo e movimentazione. Il report dei risultati del primo periodo di funzionamento del telescopio offerto alla comunità astronomica è riportato nell'allegato 1 scaricabile all'indirizzo: (username e password: tt1) L'uso del telescopio dal punto di vista scientifico avviene secondo standard e quindi sulla base di call for proposal. Le proposte scientifiche sono valutate da un TAC dedicato, ma una parte di tempo consistente resta a disposizione di programmi di Istituto dedicati e per target of opportunities che siano considerati prioritari rispetto ai programmi in fase di attuazione. Il telescopio è a disposizione per circa 20 giorni al mese, escludendo quindi una decina di giorni intorno alla fase di luna piena. I rimanenti 10 giorni sono utilizzati per attività di maintenance e per improvement generali, ma possono anche essere utilizzati per altri programmi specifici se preventivamente organizzati con sufficiente anticipo e compatibili con la presenza della luna. Il telescopio è utilizzato in modo visitors ma anche in modo service se necessario e richiesto dal proponente. Il telescopio e gli ausiliari sono automatizzati e il sistema di controllo consente attualmente un uso robotizzato del telescopio in modalità imaging. Data la maggiore precisione richiesta per la robotizzazione in modalità spettroscopia il sistema di controllo è in fase di revisione puntuale per ottimizzare e minimizzare ogni aspetto che possa introdurre errori nella fase di puntamento. I target 3

4 Fig.1 Il telescopio TT1 spettroscopici del TT1 saranno quasi sempre brillanti e quindi questa fase di ottimizzazione del puntamento sarà ottimizzata con l'uso della camera di guida in asse per la fase di centraggio sulla slit del target scientifico. Tuttavia alcune funzioni ed attività richiedono al momento ancora la presenza dell'uomo ed in particolare: 1. refill del dewar 2. blocco cupola durante la rotazione 3. eventuali reboot e controlli degli impianti Per quanto riguarda il punto 1 è in fase di prototipazione un nuovo dewar raffreddato con elementi ad effetto peltier che non richiedono la presenza dell'uomo per i refill dell'azoto. Tale sistema sarà disponibile presumibilmente nella seconda metà del 2011 utilizzando l'attuale detector. Consentirà quindi di mantenere la camera alla temperatura stabilita, riducendo gli shock termici delle fasi di mancato refill, e di evitare la spesa relativa ai rifornimenti di azoto. Potrebbe essere installato anche 4

5 un ulteriore detector 4kx4k commerciale con pixel da 15 micron sempre nella seconda metà del 2011, se ritenuto necessario per migliorare le prestazioni intermini di campionamento del seeing per programmi caratterizzati da esposizioni di breve durata. Questo potrebbe avere funzioni sostitutive o di riserva verso il detector scientifico attuale. Tale scelta dipenderà dalle prestazioni del sistema commerciale che difficilmente potrà eguagliare la qualità intrinseca del detector in uso. Quindi si ribadisce il concetto di uso di un sistema a maggiore risoluzione per programmi caratterizzati da esposizioni di breve durata per le quali le prestazioni di sistemi professionali e commerciali tendono ad eguagliarsi. Per quanto riguarda il punto 2, la cupola arresta la rotazione in alcune posizioni angolari, determinate da avvallamenti dinamici nel tempo della ralla di appoggio. Questo problema, già tamponato in passato con la realizzazione di tre nuovi carrelli di spinta adattivi agli avvallamenti della ralla, richiede l'implementazione di un nuovo sistema basato sull'installazione di una cremagliera circolare realizzata ad hoc, il che consentirà anche di incrementare la velocità di rotazione della cupola ben oltre 3 deg/sec con possibilità di raggiungere 8-10 gradi/sec. La cupola è attualmente l'elemento che limita le performance del telescopio in termini di velocità di puntamento. Il telescopio infatti consente di raggiungere velocità di pointing di circa gradi/sec. Tali velocità di pointing non sono sempre necessarie e saranno utilizzate quando necessario nell'ambito di programmi di opportunità quali i GRB. Per quanto riguarda il punto 3 trattandosi di un'installazione di grandi dimensioni, professionale e dedicata anche alla divulgazione ed ad attività di ricerca scientifica e tecnologica, la stazione richiede la presenza costante di un'unità operativa specializzata per controlli, manutenzione ed improvements ed anche per la gestione del refill del dewar. L'unità di personale effettua anche la sistemazione degli impianti in caso di malfunzionamento della rete di alimentazione generale, data la posizione radiale della stazione. 5 Strumentazione Nel primo periodo di funzionamento il telescopio è stato equipaggiato con una camera scientifica adatta a programmi di fotometria CCD ed imaging, le cui caratteristiche sono riportate in tabella 1. Dopo la prima fase di funzionamento e a valle della verifica delle prestazioni del telescopio e degli ausiliari è stato deciso, nell'ambito del CDA di fine 2009 della fondazione che ha avuto in gestione la stazione, di installare lo spettrografo TFOSC (TT1 FOSC) acquistato in passato. Lo spettrografo consente di operare in bassa e media risoluzione (R ) ed è provvisto di grism di tipo normale ed Echelle. E' dotato di una vasta gamma di filtri intercambiabili (UBVRI, ugriz, uvbyhβ, Hα e di ulteriori filtri narrow. Le magnitudini limite calcolate sono per bassa risoluzione, V~16-17 e per la media risoluzione V~13. Le attività di installazione dello spettrografo hanno richiesto notevoli improvement al sistema telescopio, tra cui la realizzazione di un dewar dedicato, dopo opportune modifiche del preesistente, modifiche ed integrazioni degli ausiliari e del software di controllo. La camera dello spettrografo che opera anche in modo imaging, comprende un riduttore di focale che incrementa il campo atteso del telescopio a circa 20 arcmin con risoluzione di circa 0.6 arcsec/pix. Tale risoluzione potrà essere migliorata con l'installazione di una camera commerciale con risoluzione del pixel pari a 15micron. Tali valori saranno validati e 5

6 meglio definiti durante i test in cielo della nuova configurazione ottica. La configurazione del sistema consentirà quindi di operare in modo spettroscopico ed in modo imaging ovviamente non contemporaneamente. Il sistema è dotato di lampada di calibrazione a catodo cavo multi elemento He- Ne-Ar inseribile sull'asse ottico. 6 Programma di collaborazione nel settore dei detriti spaziali E' in fase di attivazione una collaborazione per attività di ricerca nel settore dei debris tra Osservatorio Astronomico di Castelgrande ed il G.A.U.S.S. (Gruppo di Astrodinamica dell'università La Sapienza) di Roma. La collaborazione si sviluppa attraverso l'installazione di un telescopio dedicato nell'area dell'osservatorio ed attraverso l'uso di parte del tempo di osservazione del TT1. Sarà anche possibile utilizzare i due telescopi in combinazione. E' stata quindi discussa la possibilità di poter utilizzare le due modalità imaging e spettroscopica in combinazione attraverso una gestione centralizzata dei due telescopi. 6.1 Installazione di una nuova postazione osservativa L'installazione di una nuova postazione prevede il montaggio di un telescopio principale in montatura equatoriale da 50cm di diametro e di un telescopio ausiliario di minori dimensioni protetti da una cupola retrattile. Il progetto preliminare è visibile in fig. 2. Il sito è soggetto a forti raffiche di vento. Per tale motivo la cupola retrattile è protetta fino ad un certo livello da un muretto (visibile in figura) che ha funzioni di wind screen, limitando quindi la pressione del vento alla base del sistema. Fig.2 Il telescopio da 50cm del gruppo G.A.U.S.S. La postazione è visibile in Fig. 3, dove sono riportate le distanze previste dalla cabina servizi. La postazione è quindi installata in direzione SUD-OVEST spostata verso sud in modo da ampliare il 6

7 campo di vista che resta poco vignettato dalla presenza dell'edificio. La postazione non crea problemi all'installazione principale. La postazione sarà collegata attraverso una conduttura da 100mm alla cabina servizi da cui sarà possibile prelevare energia elettrica a 220V. La connessione alla rete internet sarà ottenuta invece in modo wireless per evitare guasti alle atterzzature in caso di sovratensioni da fulminazioni. Un access point dedicato sarà predisposto a vista nella zona sud dell'edificio ed una serie di numeri IP saranno dedicati alla particolare installazione. Le protezioni di sicurezza verso le fulminazioni sono realizzate intrinsecamente alla struttura. Fig. 3 Posizione dell'installazione G.A.U.S.S. rispetto all'edificio principale ed alla cabina servizi 6.2 Uso del TT1 per le osservazioni dei debris I debris non seguono traiettorie siderali e per tale motivo il sistema di controllo del TT1 dovrà essere predisposto per accettare e seguire traiettorie sempre differenti, simili a quelle cometarie. Mentre per le comete è possibile disporre di effemeridi determinate con adeguata precisione, le traiettorie dei debris, in quanto tali, non sono determinabili a priori con precisione. Nel contempo i tempi di esposizione sono molto brevi, dell'ordine dei secondi, per cui il drift dell'immagine solitamente non risulta eccessivo. Il TT1 sarà utilizzato prevalentemente in modalità spettroscopica e sarà quindi necessario allineare la fenditura con la direzione del moto, in modo da contenere l'eventale drift lungo la fenditura. L'allineamento della slit lungo la traiettoria sarà effettuata per mezzo del rotatore di campo. Nell'ambito di questa tipologia di utilizzo sarà comunque necessario definire una modalità di interazione tra i due gruppi operativi, definendo la parametrizzazione della traiettoria e quindi le modalità di inserimento dei dati di traiettoria nell'interfaccia di controllo del TT1. In particolare 7

8 potrà essere possibile inserire i dati sotto forma di array di valori di posizioni equatoriali (AR/AO e DEC) o orizzontali (AZ e ALT) rispetto al tempo U.T. Il sistema di controllo provvederà all'interpolazione dei valori e quindi alla creazione array di posizioni sufficientemente dettagliato che il telescopio inseguirà a partire dal primo istante di tempo indicato nell'array. Questa sezione è oggetto di discussione e definizione. 6.3 Uso combinato di più telescopi Sarà possibile utilizzare i due telescopi (TT1 e ospitato) in modalità combinata attraverso un'unica interfaccia. La GUI del TT1 è predisposta per la parallelizzazione di più sistemi osservativio. In particolare il telescopio gestisce una comunicazione macro con il sistema di controllo del DIMM (Seeing Monitor) che sarà installato sulla torre già predisposta. Durante le fasi osservative il seeing monitor viene puntato dal sistema sull'oggetto brillante più prossimo al target scientifico, consentendo la misura del seeing a coordinate molto prossime a quelle del TT1. Lo stesso sistema può essere utilizzato per pilotare il telescopio dedicato nella nuova postazione attraverso l'uso di protocolli del tipo LX200 (già implementati), per mezzo dei driver ASCOM, o attraverso sezioni di SW dedicate, impartendo anche comandi di acquisizione alla strumentazione se predisposta per accettare i comandi stessi. Lo stesso vale per gli ausiliari di sistema, consentendo l'utilizzo in remoto delle attrezzature. Questa sezione è oggetto di discussione e definizione. 6.4 Personale di riferimento GLT e G.A.U.S.S. La persona di riferimento per gli aspetti tecnico/scientifici in ambito TT1 è il responsabile Prof. Dario Mancini La persona di riferimento in ambito G.A.U.S.: è la Dr.ssa Chantal Cappeletti. 6.5 Facilities e personale disponibile TBD 6.6 Schedula di attuazione del programma TBD 6.7 Durata del programma TBD 6.8 MOU TBD 8