INAF - Arcetri 2005
I colpi di fortuna capitano... ma non sai perche' capitano sempre agli altri. Questa volta invece e' capitata a me e attraverso questo sito ho avuto modo di conoscere la persona giusta... al momento giusto...

All'inizio di Marzo di questo 2005 io, la mia compagna e due amici abbiamo avuto la possibilita' di visitare i laboratori astrofisici di Arcetri, dove si sta lavorando al completamento di diversi pezzi del Large Binocular Telescope, che una volta terminato nel 2006 sara' il piu' grande telescopio al mondo.


Large Binocular Telescope

INAF Arcetri - Ottica Adattiva

European Southern Observatory
I loghi delle istituzioni coinvolte nel progetto

Vorrei farla lunga ma so che i piu' non mi seguirebbero. Vorrei cercare di comunicare con un fiume di parole quello che abbiamo provato entrando in una sorta di "luogo della memoria", dove tutti gli astrofili sono gia' stati col pensiero. Vorrei trasmettervi il senso di Enormita' e di gioia sfrenata che mi ha attraversato, vuoi per la storia del luogo (la casa di Galilei e' a un tiro di sasso), vuoi per la giovanissima eta' dei nostri interlocutori. Ma non ci riuscirei comunque mai.

Posso dire quindi, prima di raccontarvi un po' di quel che abbiamo visto, che mai riusciro' a sdebitarmi con Gianluca (al secolo l'esimio dottor Gianluca Lombardi, astronomo) e per il signor Paolo Stefanini, tecnico attualmente impegnato sul sensore di fronte d'onda per i Laboratori di Ottica Adattiva, nonche' per l'occasione cicerone dell'osservatorio Amici, che fa il mestiere che avrei sempre voluto fare io. E' stata una delle piu' toccanti giornate della mia vita e non dimentichero' mai ne' quel che ho visto ne' la gentilezza, l'umilta', la passione e la disponibilita' di tutti i ragazzi che abbiamo incontrato.

La visita si e' articolata in tre momenti scientifici piu' la visita alla specola Amici. Il luogo e' incantevole, la strada si inerpica su per il monte e la vista dall'osservatorio e' incantevole. I laboratori sono perfettamente integrati nell'ambiente, si passeggia tra gli ulivi e i fiori... ha qualcosa di incredibile.

La prima cosa che abbiamo visto e' un sistema di analisi per l'ottica adattiva. Il nome tecnico e'

Ottica Adattiva Multiconiugata,
(MAD,
Multi-conjugate Adaptive-optics Demonstrator)

se abbreviato dall'inglese. Il sistema e' stato inventato da un italiano e permette di evitare l'uso del laser di riferimento per la taratura dell'adattiva. Il sistema, al momento in fase sperimentale, premettera' di utilizzare per la correzione adattiva direttamente le stelle di campo, con enormi vantaggi rispetto al laser che presenta alcuni intrinseci limiti. Spiega Gianluca:

Il sistema e' stato inventato da un italiano e permette di evitare l'uso del laser di riferimento per la taratura dell'adattiva. Il sistema, al momento in fase sperimentale, premettera' di utilizzare per la correzione adattiva direttamente le stelle di campo, con enormi vantaggi rispetto al laser che presenta alcuni intrinseci limiti. Tutto questo per meriti dovuti all'utilizzo di sensori di fronte d'onda piramidali, da un'idea di Roberto Ragazzoni. In questo modo, oltre ad usare stelle naturali piu' deboli (magnitudini fino alla 17esima!), la correzione sara'  piu' precisa ed ottimale e si potra' estendere all'intero campo di vista, cosa prima impossibile. Inoltre, e cosa piu' importante, il sistema permette di avere una stima tridimensionale della turbolenza e, data la sua particolarita'  progettuale, riesce ad agire su strati turbolenti ben definiti, ovvero quelli piu' "pesanti"."


Il sistema sperimentale di Ottica Adattiva Coniugata (MAD). A destra in compagnia di Gianluca e Carmelo Arcidiacono che lavora al sistema ideato tra gli altri da Roberto Ragazzoni

Quindi siamo stati accompagnati a vedere un prototipo dello

Specchio secondario adattivo del LBT

Per chi non fosse pratico diro' brevemente che i sistemi di Ottica Adattiva sono sistemi che permettono di superare i problemi legati al degrado dell'immagine dovuto alla turbolenza dell'atmosfera terrestre. Lo specchio del telescopio presenta sul lato non riflettente un certo numero di "pistoncini" elettromagnetici


A sinistra Marco Xompero mostra il retro di un prototipo dell'ottica adattiva dell'LBT coperto di attuatori per la modifica della forma. A destra il sistema completo montato su banco ottico.

che esercitando pressione modificano la forma dello specchio stesso in modo da deformarlo in modo uguale e contrario alla deformazione che l'onda luminosa ha subito attraversando l'atmosfera. Vedere lo specchio in funzione, con un programma che simulava tutte le distorsioni ottiche e altre figure e' stato un vero delirio... Le frange di interferenza prodotte dall'interfermetro laser danzavano davanti ai nostri allibiti occhi... anche se e' pesante vi consiglio di scaricare il filmato...

L'effetto del calore di una mano (2Mb) - L'Adattiva in funzione (13Mb)


L'interfermotro laser che verifica la funzionalita' dell'adattamento dell'ottica. A destra il sistema elettronico di comando degli attuatori

Infine il botto di fortuna... ad Arcetri si sta preparando il

Gruppo ottico del correttore del secondario del canale Rosso dell'LBT

ma di solito l'accesso alla stanza che contiene il gruppo e' interdetta per ragioni di sterilita' dell'ambiente. Occasionalmente il giorno della nostra visita le componenti ottiche erano riposte nelle loro scatole... e cosi' siamo potuti entrare e vedere il gruppo in assemblaggio. Un grazie grande a Jacopo Farinato che ci ha spiegato come funziona il "giocattolo"....


No comment...

La spiegazione tecnica del gruppo e' reperibile presso il siti del progetto, mi limitero' a dirvi solo che il cestello che vedete nelle foto pesa (completo di ottiche) circa una tonnellata, contiene 6 lenti con diametri dal metro a scendere e che per compensare le dilatazioni termiche dei materiali le celle sono costruite con materiali a coefficenti di espansione coniugati.

Sarebbe a dire che ogni componente si espande quanto l'altro si contrae...con precisioni al centesimo di millimetro. A proposito di precisione, la cosa che piu' mi ha sconvolto e' la tolleranza di disallienamento che il sistema puo' sopportare... Se il cestello e' fuori asse di 4 centesimi di mm l'immagine degrada del 10%... Sarebbe a dire che questa gente e' stata capace di mettere un cestello da una tonnellata a 10 metri da terra, farla muovere e mantenere la posizione entro 1 o 2 centesimi di mm. e qui i brividi si sono sprecati... Un grazie a Jacopo Farinato per le spiegazioni sulle tolleranze.

Per farla breve... senza l'esperienza ottica degli scienziati italiani di Arcetri & dintorni gli americani si attaccavano al tram. In fatto di ottica e derivati siamo praticamente senza rivali in tutto il pianeta. Solo che questa cosa io l'ho imparata li' e per caso... mentre i ministri sono tutti molto occupati a spiegare che a fare borsette e scarpine siamo rinomati in tutto il mondo... Ma in fondo va bene cosi' no?

Per finire siamo stati guidati dal sig. Paolo Stefanini alla

Specola Amici

che ospita un rifrattore da 36cm . Apprezzare strumenti in ottone del secolo scorso e' un fatto privato... e quindi posso solo dirvi che il non averci osservato nulla dato che era giorno e' stato marginale... mi e' bastato vederlo...!

Ma tanto per non perdere il vizio abbiamo comunque dato un occhiatina dentro a un Coronado Solarmax 90mm che non capita spesso di vedere... :))

Non cessero' mai di ringraziare l'amico Gianluca, tutti i ragazzi che ci hanno spiegato le cose che abbiamo visto e il professor Pacini che ci ha accolti nel suo studio per un breve incontro.

Chi e' Gianluca Lombardi
(incollo pezzi di conversazione con lui, a tradimento...)

1) Integrazione di MAD in Laboratorio ad Arcetri;

2) Partecipazione all'integrazione del Prime Focus Blue Channel di LBT;

3) Sono rientrato per lavorare sempre sui due primi fuochi. Quindi iniziando l'integrazione del Canale Rosso e scrivendo la documentazione ufficiale dell'integrazione, assemblaggio e test scientifici di funzionamento;

4) Il secondario di LBT ha bisogno di essere calibrato sul sensore di fronte d'onda del ground di LINC-Nirvana. Ho collaborato allo studio ed alla progettazione di questo sistema. Cosa e' un sistema di calibrazione? Ci dice cosa succede sul sensore di fronte d'onda quando sul secondario un attuatore da una spinta di una certa entita' o si succhia indietro lo specchio della medesima quantita'. Io in particolare ho studiato assieme ad Emiliano Diolaiti l'ottica di simulazione del primario di LBT sul suo fuoco (penna alla mano, non dormendo per diverse notti e facendo tutti i conti su carta, Eva maiala). In pratica bisogna simulare lo specchione di 8,4 metri a F/1.14 a 2' fuori asse. Come si fa? Bestemmiando chiaramente! ...e mettendoci un prisma di 3,6 mm in SF66 a indice di rifrazione 1,92 (FORSE! Questo alla fine lo decidera'; il capo!);

5) In Cile vado a fare studio delle proprieta' atmosferiche nell'infrarosso sul cielo di Cerro Paranal, ovvero sopra la testa del VLT (in pratica uccidersi su spettri e su un sacco di righe OH);

Aggiungo io: e nemmeno 30 anni...

Si ringraziano di cuore (in ordine di apparizione...): Franco Pacini, Carmelo Arcidiacono, Marco Xompero, Armando Riccardi, Jacopo Farinato, Paolo Stefanini e ovviamente Gianluca Lombardi