Nel corso degli anni l’Osservatorio Astronomico d’Abruzzo ha acquisito notevoli capacità di progettazione e realizzazione di componenti ottici, meccanici ed elettronici, potenziando maggiormente i propri laboratori ed officine. Attualmente la struttura è completamente autonoma nello sviluppo e nella manutenzione sia hardware sia software della propria strumentazione, partecipando inoltre a progetti e collaborazioni tecnologiche di carattere nazionale ed internazionale.

Laboratorio di Elettronica

L’attività svolta presso il Laboratorio di Elettronica riveste un ruolo di primaria importanza per la ricerca tecnologica svolta nell’Istituto. Qui sono stati sviluppati, nel corso degli anni, nuovi dispositivi per progetti condotti in passato e per quelli in corso, come ad esempio il gruppo analogico per il controllo ed il readout della camera antartica AMICA.

Inoltre, al di là dello sviluppo di nuova strumentazione, nel Laboratorio di Elettronica viene effettuata la manutenzione degli strumenti a disposizione dell’Osservatorio nonché il loro aggiornamento, utilizzando spesso le più recenti ed innovative soluzioni proposte dal mercato. Componenti fondamentali di queste attività sono i test di laboratorio, che vengono effettuati in coordinamento con le attività dell’Officina Meccanica e del Laboratorio di Ottica.

L’oscilloscopio digitale LeCroy Wavesurfer 44Xs (sinistra) e un dettaglio dell’elettronica della camera antartica AMICA (destra)

Tra la strumentazione a disposizione spicca un oscilloscopio digitale LeCroy Wavesurfer 44Xs, caratterizzato da 4 canali di output, ciascuno con una larghezza di banda da 200 MHz a 1 GHz e frequenza di campionamento di 2.5 GSamples / sec. Questo strumento permette di registrare e salvare nella memoria locale fino a 2.5 milioni di dati per canale, permettendo dunque lo studio di fenomeni di brevissima durata temporale o di altissima frequenza, come ad esempio disturbi transienti o sistematici in circuiti di readout veloce.

Tra gli accessori si segnala una stazione per saldature ed ispezione microscopica: la stazione è dotata di microscopio a colori ad evato ingrandimento (telecamera e monitor) per il montaggio di componenti a media densità e per l’ispezione dettagliata dei circuiti stampati e dei componenti elettronici.

Il personale del Laboratorio è munito infine di competenze e strumenti per la progettazione di circuiti e per la simulazione del loro funzionamento (in risposta a sollecitazioni con forma d’onda generata dall’utente) prima della loro produzione.

 

Laboratorio di Ottica

Gioco di luce da specchio a 45° (deviatore di fascio ottico)

Negli ultimi anni, visto il crescente coinvolgimento dell’Osservatorio in progetti tecnologici nazionali ed internazionali, è stato necessario predisporre uno spazio dedicato ai test ottici e criogenici della nuova strumentazione, accanto al già esistente Laboratorio di Elettronica.Il Laboratorio di Ottica e Criogenia è attrezzato per varie attività, che spaziano da quelle scientifiche (come ad esempio la verifica dei sistemi ottici e la misura delle caratteristiche spettrali di rivelatori ed elementi ottici) a quelle puramente didattiche (con la realizzazione di apparati dimostrativi).

Laser per allineamento ottico

Nel far ciò ci si avvale della disponibilità di diversi strumenti. Primo fra tutti una cappa pulita a flusso laminare che permette lo smontaggio ed il montaggio di strumenti e l’ispezione di rivelatori in ambiente non contaminato da polveri. Il Laboratorio è inoltre fornito di un monocromatore ottico Jobin-Yvon e di un analizzatore spettrale costituito da un monocromatore con illuminatore infrarosso Oriel ed un fotodiodo Hamamatsu con sensore MCT, raffreddato in bagno di azoto liquido a 77 K, per la regione spettrale 2 – 20 micron. Il sistema di acquisizione è completato da un amplificatore Lock-In e da un modulatore ottico (chopper).

Laser per allineamento ottico

Nel Laboratorio trova spazio un impianto per l’uso di liquidi criogenici in condizioni di sicurezza, un sistema da vuoto (membrana/turbo) Varian da 10-8 mbar ed un laser He-Ne da 3 mW per allineamenti ottici e per uso didattico.

 

Figura di diffrazione di fascio laser su fenditura

 

Di particolare rilievo è lo sviluppo di nuova strumentazione. Assumono un significato particolare a tal proposito la progettazione e la realizzazione di ANTARES, una camera climatica per test di strumentazione in ambienti ostili.

La camera climatica ANTARES

ANTARES è stata originariamente sviluppata per i test in condizioni antartiche dei dispositivi della camera AMICA, ma si è rivelata una facility per strumenti destinati ad ambienti estremi anche diversi da quelli polari. Se la temperatura minima raggiunta, pari a -93.4 °C, è tipica infatti dell’Antartide, le condizioni di pressione (fino a 350 mbar) ed umidità relativa (fino al 5 %) sono quelle che si trovano anche in taluni siti astronomici, come il Deserto di Atacama (5500 m) o gli altopiani asiatici, dove sono saranno realizzati i grandi telescopi del futuro.

 

Officina Meccanica

L’Officina Meccanica è fornita di tutti i sistemi per la lavorazione di materiali diversi (metalli, plastiche, etc.) garantendo un elevato grado di autonomia nella produzione di componentistica ed accessoristica per la strumentazione utilizzata presso l’Osservatorio e le stazioni remote.

Fra la strumentazione degna di nota vanno menzionate due macchine per la tornitura. La prima è un Tornio “Grazioli Dania 200”, che permette di lavorare pezzi con diametro fino a 400 mm e lunghezza fino a 1600 mm. La precisione della macchina si spinge fino a 0.01 mm, dipendendo però anche dall’abilità dell’operatore. La seconda è il Tornio “Giau 120/N”, per lavorare pezzi con diametro fino a 240 mm e lunghezza fino a 500 mm. La precisione è più bassa (0.1 mm) e questa macchina viene utilizzata per lavorazioni di piccoli pezzi (manicotti, ghiere, etc.) che non richiedono una precisione spinta.

Tornio “Grazioli Dania 200” (a destra) e paricolare di lavorazione meccanica (sinistra).

 

Oltre alle macchine suddette, l’Officina è fornita di due mole da banco ed una mola per vetro, un trapano/fresa a colonna con basamento regolabile, una pressa idraulica (PMAX = 10 ton/cm2), una sega circolare, una troncatrice a nastro, due saldatrici ad arco ed una appuntatrice per lamiere. Tra gli immancabili accessori segnaliamo un compressore da 50 litri ed un aspiratore per fumi (a norma di legge), oltre ad un vasto parco utensili.

 

Esempi di lavorazione meccanica: un sistema di condizionamento ambientale per la “testa” del cryo-cooler della camera antartica AMICA (a sinistra) e un modellino di progettazione del telesopio TNT, perfettamente in scala (a destra).

Il personale dell’Officina ha inoltre a disposizione strumenti per il disegno e la progettazione meccanica, nonché per la realizzazione di modelli in scala e per la simulazione del funzionamento di dispositivi ancora in fase di progetto.