04:36 17 Giugno 2019
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Il Gulliver dell'Universo: un enorme telescopio virtuale

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Nella seconda metà del prossimo decennio verrà inviato nell'orbita della Luna l'osservatorio spaziale di ricerca Millimetron/Spektr-M. Opererà in costante comunicazione con la Terra in qualità di maggiore radiotelescopio virtuale in grado di studiare la radiazione di fondo, la struttura dei nuclei di galassie, buchi neri, pulsar.

Gli occhi e le orecchie degli astronomi

 "Il paradiso dei radioastronomi è l'altra faccia della Luna", così scherzano gli scienziati. Studiano l'Universo con l'ausilio di onde elettromagnetiche invisibili lunghe un decimo di millimetro emesse da quasi tutti i corpi celesti, fra cui anche lo spazio interstellare, i buchi neri, i pulsar e i quasar.

L'atmosfera terrestre assorbe e dissipa molto onde radio lasciando poco spazio per le osservazioni. Per catturare maggiori radiazioni, gli osservatori vengono costruiti sulle montagne ad alta quota oppure vengono lanciati in orbita.

Se due radiotelescopi disposti a grande distanza l'uno dall'altro venissero lanciati contemporaneamente verso una fonte radio (ad esempio, una galassia), il segnale ricevuto si farebbe molto più forte grazie all'interferenza. Questo permetterebbe di studiare nel dettaglio la struttura del corpo celeste.

Da diversi telescopi con l'aiuto di questa tecnologia è possibile crearne uno virtuale, cioè un radiointerferometro a base lunghissima. La sua sensibilità aumenta proporzionalmente a seconda della lunghezza della base, cioè la distanza tra i telescopi di rete. Questo è possibile se uno dei ricevitori dell'interferometro si trova in orbita.

Proprio con questa modalità di connessione con i telescopi terrestri è attivo dal 2011 l'osservatorio russo Radioastron/Spektr-R. Nel suo apogeo raggiunge l'orbita della Luna allontanandosi di circa 350.000 km. Osservando con il suo aiuto le fonti radio, si è riusciti a raggiungere una risoluzione angolare senza precedenti in astronomia, cioè 7 microsecondi.

Oltre la Luna

Il prossimo passo è il lancio di un radiotelescopio in orbita halo vicino al punto di Lagrange L2 in direzione opposta al Sole. Questo sarà possibile grazie al progetto Millimetron/Spektr-M.

L'osservatorio opererà in modalità autonoma o come radiointerferometro a base lunghissima formando insieme a uno degli apparecchi terrestri (ad esempio, l'osservatorio Suffa in costruzione in Uzbekistan) un telescopio virtuale di un milione e mezzo di chilometri.

Il record di Radioastron/Spektr-R per risoluzione angolare grazie al quale si possono osservare corpi celesti luminosi sarà superato di 4 volte, ipotizza Vyacheslav Vdovin, dottore in scienze matematiche e fisiche e ricercatore senior dell'Istituto di fisica applicata presso l'Accademia russa delle scienze e presso il Lebedev Physical Institute.

Spektr-M è dotato di un'antenna di ricezione del diametro di 10 metri e di spettrometri per la raccolta di dati su onde radio nelle bande millimetrica e submillimetrica.

Perché la radiazione propria non ostacoli la ricezione del debole segnale dei corpi celesti, l'antenna viene raffreddata fino a 40° K, cioè circa lo zero assoluto.

Le prove nella stratosfera

Millimetron è stato ideato già negli anni '90, ma a causa della sua complessità tecnica la sua realizzazione è stata posticipata più volte. Secondo Andrey Smirnov, direttore tecnico di Millimetron e direttore del laboratorio sperimentale del reparto di ingegneria spaziale presso il Centro astronomico del Lebedev Physical Institute, al momento si discute una bozza di progetto riguardo all'impianto.

Questo rientra nel Programma spaziale federale russo per il periodo che va fino al 2025 ed è finanziato da Roscosmos. All'elaborazione del progetto partecipano decine di aziende ed enti di ricerca russi.

"Non tutti gli strumenti e i componenti sono stati realizzati. Ci stiamo muovendo in tal senso", spiega a Sputnik Smirnov.

In collaborazione con l'Agenzia spaziale italiana e l'Università La Sapienza è stato realizzato il prototipo di uno degli spettrometri di bordo ultrasensibili, cioè lo spettropolarimetro di media angolatura.  

"È stato testato quest'estate nell'ambito dell'esperimento OLIMPO: è stato caricato su un pallone aerostatico che ha volato dalle Isole Svalbard fino in Canada. Il volo ha raggiunto quota 38 km, molto vicino alle condizioni dello spazio aperto. L'esperimento ha avuto esito positivo. Gli impianti hanno funzionato in maniera corretta e i dati ottenuti sono in fase di analisi", spiega Vdovin.

Il quale non ha dubbi riguardo al successo del progetto.

"Il miglior prototipo di lavoro per Millimetron è Radioastron. La sua elaborazione è stata diretta dalla stessa squadra di esperti del Centro astronomico del Lebedev Physical Institute e il diametro dell'antenna che si dispiega nello spazio è sempre di 10 metri. Il nuovo osservatorio, però, ha anche una banda di frequenza molto maggiore, uno specchio a temperature criogeniche e molte altre innovazioni", aggiunge lo scienziato.

Smirnov sottolinea che il progetto prevede che si osservino precisi requisiti tecnici: per questo, alcune questioni rimangono irrisolte.

I compiti del Millimetron sono molto numerosi. Riguardano la radiazione di fondo conservatasi dal Big Bang, le nebulose fredde di gas interstellare, i processi di formazione stellare e i corpi celesti compatti. Gli scienziati sperano di confermare l'esistenza di un buco nero al centro della nostra galassia, di trovare cunicoli spazio-temporali che ci permettano di viaggiare in altri universi e di trovare tracce di intelligenza extraterrestre.    

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Tags:
Spazio, Ricerca, scienza, radio, telescopio, Russia
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