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7 Gennaio 2012 - Alla ricerca dell'universo primordiale Print E-mail
Ny-Ålesund, 7 Gennaio 2012

Quest´anno siamo arrivati a Ny-Ålesund con poche certezze e molti dubbi. Le certezze: trovare una base ospitale, l´ambiente affascinante del polo e un supporto logistico, sia da parte del CNR (con Emiliano, Vittorio e Fabio) che di King´s Bay, ineccepibile. I dubbi: che il nostro esperimento sia troppo ambizioso per essere portato a termine nel breve tempo della nostra campagna invernale, e che la circolazione stratosferica non sia ottimale. Oltre ai soliti rischi associati ai lanci di pallone stratosferico.

Il nostro gruppo studia l´universo primordiale osservando la radiazione cosmica a microonde, il debole fossile della luce abbagliante presente nell´universo dopo il Big Bang. Solo parte di questo segnale arriva a terra: parecchio viene assorbito dall´atmosfera terrestre, che emette anche disturbi alle stesse lunghezze d´onda. Per cui dobbiamo inviare i nostri telescopi nello spazio tramite satelliti (come il recente Planck dell´ESA) o, più economicamente, usando grandi palloni stratosferici (come BOOMERanG, che realizzò le prime mappe dettagliate dell´universo primordiale) che possono portare strumenti di grandi dimensioni (molti metri cubi) e peso (anche due tonnellate) fino a 40 km di quota.

Per lavorare efficientemente e a lungo il pallone deve volare in zone dove il ciclo notte-giorno non avviene; altrimenti l´illuminazione solare scalda il gas, che si espande ed in parte esce dal pallone per cui, nella notte seguente, il pallone cala di quota. Questo si evita volando da zone polari. Durante l´estate la NASA lancia palloni in Antartide, che circumnavigano il polo sud. Noi vorremmo fare lo stesso durante l´inverno artico, in modo da evitare comunque i cicli giorno-notte, e sfruttare l´ulteriore vantaggio dell´assenza di sole, che elimina uno dei contaminanti più forti delle misure della radiazione cosmica a microonde. Solo con l´assenza di sole potremo osservare regioni di cielo molto estese, come dovrà fare il futuro esperimento LSPE (Large Scale Polarization Explorer) finanziato dall´Agenzia Spaziale Italiana. Questo esperimento si propone di misurare il minuscolo segnale di polarizzazione che potrebbe essere stato impresso nel fondo cosmico a microonde durante il processo di inflazione cosmica, avvenuto, secondo la teoria più accreditata, pochi attimi dopo il big bang.

Per questo siamo venuti a Ny-Ålesund: per dimostrare che si possono lanciare palloni durante la notte artica e che si possono costruire payload capaci di operare nelle condizioni estreme di temperatura (-80 C) e di pressione (3 mbar) presenti in inverno nella stratosfera polare.
I mesi scorsi sono stati di preparazione frenetica di un nuovo payload con caratteristiche di basso consumo e di peso contenuto, ma capace comunque di rimanere operativo in condizioni estreme e a lungo. A bordo ci sono un sistema GPS, un processore resistente ai raggi cosmici, un sistema di comunicazione bidirezionale Iridium, e soprattutto un sofisticato sistema di controllo termico che permette di mantenere l´elettronica e le batterie a temperature operative nonostante la proibitiva temperatura esterna, senza utilizzare riscaldatori che richiederebbero troppa energia per essere alimentati. Ad oggi abbiamo raccolto tutte le parti necessarie, ma non sono mai state provate insieme ed il software di bordo è ancora in una versione molto primitiva. Comunque, arrivati alla base ci siamo subito messi in condizione di lavorare e iniziamo con entusiasmo.

 
Paolo de Bernardis & Silvia Masi
 
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