Presentazione di PowerPoint

1
SKA, il radiotelescopio diprossima
generazione contributo Italiano.
Stelio Montebugnoli
Medicina SKA Engineering Group Gennaio 2004
2
Punti principali

• SKA l architettura, i concetti, lo scenario.
• SKA la sfida tecnologica .
• Cosa si fa per SKA nel nostro paese.
• Ritorni tecnologici.
• Conclusioni.

3
SKA
SKA (Square Kilometer Array) un unico grande
strumento per tutta la comunità scientifica
internazionale che permetterà di dare risposte ai
quesiti della radioastronomia non ottenibili con
gli attuali radiotelescopi.
un unico radiotelescopio, di grandi dimensioni,
costruito in un luogo ancora da definire e
fruibile contemporaneamente per finalità
diverse, via rete, da 100 utilizzatori.
4
SKA larchitettura
Main Station
ARRAY STATION
Array di antenne (con area da un minimo di
30.000 m2) distribuito su migliaia di Km per un
totale di 106 m2
possibilità per molti utenti di effettuare
contemporaneamente osservazioni con diverse
modalità
5
SKA I concetti
- FOV Multipli (multiutenza) - A 106 m2
6
Confronto del FOV dello stesso elemento di
antenna a diverse lunghezze donda
7
SKA lo scenario
Organizzazioni di cinque continenti si sono
impegnate a partecipare allo sviluppo dei
concetti e della tecnologia necessari alla
progettazione di SKA.

• EUROPA ? (Francia), Germania, Inghilterra,
  Italia, Olanda,
• Polonia, (Russia), (Spagna),
  Svezia.

- ASIA ? Cina, India,
- AUSTRALIA
- AMERICA ? Canada, USA
- AFRICA ? (Sud Africa)
8
SKA la sfida tecnologica
La tecnologia di oggi NON è ancora pronta per la
costruzione di SKA, per cui occorre affrontare la
progettazione di banchi di prova che ne rendano
possibile la crescita.
I dimostratori I dimostratori giocheranno un
ruolo fondamentale nella determinazione del tipo
di antenna da usare, nella verifica dei concetti
e crescita della tecnologia.
Principali caratteristiche di SKA Ag 106 m2
N. di beam simultanei 100
Banda 0.1 ?
25 GHz FOV 1o _at_ 1.4 GHz (Potere
risolutore 0.1 _at_ 1.4 GHz) Dinamica conv. A/D
50 ? 85 dB ( 8/14 Bit) Dati da trasportare10 ?
200 Tbit/sec)
9
SKA Quale antenna?
Diversi sono, ad oggi, i tipi di antenne proposti
per lo SKA finale
10
Tra le varie soluzioni proposte per le antenne di
SKA, suscita un grande interesse la soluzione
(Australia) cilindrico parabolica per le sue doti
di costo contenuto e di estensione del FOV. Per
la sua natura, la Croce del Nord rappresenta un
eccezionale dimostratore a cilindri parabolici a
costo ragionevole e soprattutto complementare a
quelli sviluppati dai partner europei.
11
SKA Cosa si fa nel nostro paese? Dimostratori
nazionali-Best-1-2-3
A- BEST-1 Primo dimostratore con 4 ricevitori
montati su un singolo
cilindro del ramo N/S.
- Ag176 m2
- pronto aprile/Maggio 2004,
- Finanziato.
B- BEST-2 Un secondo dimostratore equipaggiato
con 8 cilindri N/S
- Ag 1410 m2 -
pronto fine 2004 / inizio 2005,
- Finanziato.
C- BEST-3 Il più grande dimostratore del mondo
(3) SKA-A2 ottenuto
dalla re-ingegnerizzazione di tutta la
Croce del Nord.
- Ag 30.000 m2 -
pronto metà / fine del 2006 (in funzione dei
finanziamenti) - Costo 73
/m2 (Area geometrica)
12
La Croce del Nord un ottimo dimostratore
BEST-3
(25696)
La Croce del Nord è già equipaggiata con oltre
5600 dipoli, facilmente collegabili ad un certo
numero di ricevitori di nuova generazione a basso
rumore, basso costo ed alta dinamica (già
realizzati).
13
CdN come dimostratore SKA alcuni aspetti
importanti

• Uso intelligente degli strumenti a disposizione
  per produrre dimostratori SKA a costo limitato
  con ritorno immediato in termini di scienza /
  tecnologia e, allo stesso tempo, upgrade
  tecnologico degli stessi strumenti.
• Contributo allo sforzo internazionale SKA in
  maniera efficiente
• Esplorazione di aree non ben investigate da altri
  (tecnologia, verifica dei concetti, algoritmi di
  adaptive beamforming e di reiezione delle
  interferenze su un dimostratore di grandi
  dimensioni).
• Traccia degli attuali confini nel dominio del
  progetto.
• Costo contenuto del dimostratore.
• Produzione di un dimostratore di grandi
  dimensioni entro il 2006.
• Programmi di attivita di divulgazione
• Ad alto livello sia nazionale che internazionale
  (congressi, workshop, meeting).
• Universita, Scuole Superiori (Tesi, Tirocinio
  ecc.).
• Pubblico (conferenze).

14
Ritorni tecnologici

15
Ritorni tecnologici
16
Ritorni Tecnologici

• Controllo di volo di un
• certo numero di missioni
• spaziali nello stesso tempo
• con
• bassa potenza richiesta
• al Tx di bordo.
• assenza di antenne
• direttive a bordo.
• (forte diminuzione dei costi
• di lancio e costruzione..)

17
Fondi per il Dimostratore nazionale SKA
Si sta preparando una richiesta alla UE per circa
2.6 M FP-6 Design Study (call uscita a Nov 03)
. questi fondi dovranno essere integrati con
fondi nazionali.
18
Conclusioni.

• SKA è un progetto ambizioso che deve affrontare
  grandi sfide tecnologiche e disegno di algoritmi
  efficienti per la reiezione delle interferenze.
• La vastità del concetto è unica nel suo genere ed
  in grado di collegare lastronomia, la
  radio-scienza e lindustria.
• LItalia sta per rivestire un ruolo molto
  importante per cui necessita dimostrare una
  capacità ingegneristica nello sviluppo di un
  grande dimostratore come BEST-3 ottenuto
  re-ingegnerizzando, a costi contenuti, la Croce
  del Nord.
• Avendo già a disposizione un array come la Croce
  (5632 dipoli), il costo per m2 del dimostratore
  è di circa 100 volte inferiore a quello dei
  partner europei, con unarea di raccolta 30 volte
  piu estesa!
• Il potenziale ritorno in scienza e tecnologia che
  SKA potrebbe rendere ai paesi partecipanti al
  consorzio, non ha precedenti.
• Partecipare al consorzio SKA non significa solo
  aderire ad un consorzio internazionale, ma
  significa partecipare attivamente alla
  realizzazione del radiotelescopio con cui si
  affronterà la radioastronomia del futuro.
• Parte dei fondi necessari alla realizzazione dei
  dimostratori SKA europei saranno probabilmente
  messi a disposizione dalla UE (FP-6 DS), ma
  occorreranno anche fondi nazionali.

Grazie