Sviluppi tecnologici
IL TELESCOPIO AZT24
Riflettore Ritchey-Chrétien
1.1 m di apertura
Montatura equatoriale alla tedesca
Proveniente dall’Osservatorio di Pulkovo
(san Pietroburgo).
Installato nella cupola Est della Stazione
Osservativa di Campo Imperatore (AQ)
nel 1997.
Prima luce con la camera infrarossa
SWIRCAM nel 1999.
Telescopio AZT24
Configurazione
Ritchey-Chrétien
Campo corretto
20' = 46 mm
Specchio primario
diametro
focale
Specchio secondario diametro
distanza dal primario
1100 mm
4553 mm
590 mm
2605.5 mm
EFL Cassegrain
7971 mm
Montatura
equatoriale alla tedesca
Movimentazione telescopio
motori DC
Puntamento
sistema
risoluzione
encoder assoluti in e
10” ( sola precisione meccanica )
Velocità
coarse
75 ‘ / sec
fine
15 “ / sec
Massa totale
32 tonnellate
Massa in movimento
24 tonnellate
( f / 7.2 )
SVILUPPI TECNOLOGICI
Movimentazione specchio terziario AZT24
•Messa a fuoco più agevole
•Possibilità di dithering muovendo solo M3
•Possibilità di montare altri strumenti
Motori Physik Instrumente
Near-infrared camera SWIRCAM
Camera per il vicino infrarosso (1-2.5 m)
Equipaggiata con array Rockwell HgCdTe
256 × 256 “PICNIC”
Assemblata dalla Infrared Laboratories di
Tucson (AZ) nel 1997.
Prima luce al telescopio AZT24 nel 1999.
Unico rivelatore per il vicino infrarosso sul
territorio nazionale.
SWIRCAM – Layout (EFOSC)
SWIRCAM - Caratteristiche
Efficienza quantica
J
59 %
H
70 %
K
61 %
Dark current
0.00367 ADU / sec / pixel
Intervallo dinamico
0 - 55000
Intervallo di linearità
5000 - 50000
Readout noise
~ 30 e-
Gain
5.95 e- / ADU
Ghost di persistenza
trascurabili
Ghost elettronici
~ 2.5 % della sorgente
Scala
1.04 “/ pix
FOV
4.4’ x 4.4’
( senza pixel processing )
Tempi tipici
detector readout
~ 0.36 sec / DIT
image transfer
~ 9.50 sec / group
telescope offset
~ 3.30 sec / arcmin (bassa velocità)
SWIRCAM - Capabilities
Fotometria
a banda larga
a banda stretta
J @ 1.25 m
HeI @ 1.083 m
H @ 1.65 m
FeII @ 1.645 m
K @ 2.2 m
H2 @ 2.121 m
K’ cut a
2.32 m
Br @ 2.164 m
NGC891 in banda H (mosaico di 2 immagini)
Spettroscopia
Grism IJ
Grism HK + order sorter
Range = 0.84 – 1.32 m
Range = 1.45 – 2.38 m
C = 1.09 m
C = 1.92 m
sampling = 19 Å / pix
sampling = 36 Å / pix
R ~ 271
R ~ 268
Spettri IJ e HK della sorgente AFGL 2298 (13.05.2002)
(Clark et al., 2003, A&A, 403, 653)
SWIRCAM - Performances
Caratteristiche del sito
= -13° 33’ 29”.2
= +42° 26’ 39”.1
h = 2150 m (s.l.m.)
Notti osservative
120 / anno
Seeing tipico
1.5-3.5 arcsec
< > = 2.2 arcsec
Luminosità del cielo
( mag / arcsec2 )
J
15.5
H
14.5
K
11.5
Errore introdotto dal flat-field
< 10 %
<2%
senza illumination correction
con illumination correction
Stabilità fotometrica
(mag)
J
0.06
H
0.1
K
0.2
Mag. limite per la fotometria ( S / N = 3 , Texp = 60 sec , = 2.5 arcsec):
Jlim = 18.1
Hlim = 16.9
Klim = 15.3
Mag. limite per la visibilità del continuo ( S / N = 3 , Texp = 900 sec , = 2.5 arcsec):
Jlim = 14.0
Hlim = 12.3
Klim = 10.8
SVILUPPI TECNOLOGICI
•Schermaggio dell’emissione dello
specchio secondario sullo stop di
Lyot
•Studio del possibile utilizzo di un grism a media risoluzione (R~1000)
per studiare la banda del CO oltre 2.28 m
•Implementazione di ulteriori filtri a banda stretta (es. CO @ 2.3 m)
CONCORDIA @ DOME C
WHY Dome C?
Sub-arcsec seeing conditions, which allow diffraction limited
imaging (at least at near & mid-IR wavelengths) without
complex optics.
High sky transparency, low levels of precipitated water, low
sky emissivity and low temperature all combine in making
a moderate size telescope on the Antarctic Plateau as powerful as
an instrument of bigger size operating elsewhere.
Enormous gain especially for > 2 m for reduced thermal
background. M, N, Q bands so stable that they might be exploited
in a ‘simple’ way, e.g. with surveys.
A NEW ASTRONOMY, impossible elsewhere on Earth and not
foreseen with comparable observing time in space.
Background atmosferico a South Pole
The IRAIT telescope
Cassegrain;
Alt-Az.;
D=0.8m;
F/3 mirror;
Final: F/20
(wobbl. sec.
mirror);
12.79 “/mm
(Cass. Scale)
Status…
•Remote control and robotic operations are ready
•Solutions for the enclosure are in progress
Focal plane instruments
•Mid-IR camera (Boeing Si:As 128x128 pixels, to be evolved
into 256x256). Expected limits: sources around 20 mJy in 10
min (3s) at 10 m. Field of view: up to 8’x8’.
(INAF-OACT)
•Possible near-IR camera (1-5 m, e.g. Hawaii, 1024x1024
pixel) from France-Spain (Nicholas Epchtein, Nice, &
Carlos Abia, Granada) in a project for making IRAIT a ItaloFrench-Spanish facility.
Cryogenics
•He-cooled dewars are OK for summer, but impractical for winter
requirements (refilling operations, transportation, handling of He…)
•Cryostats with closed-circuit cryocoolers more suitable (now widely
used also in ‘normal’ astronomical sites).
•However, for ~ 6 K operations (Si:As detectors) 2-stage systems
required: so far rather power-consuming (> 2KW): maybe problems
with energy supply at Dome C. Solutions available for space
applications (pulse tubes at low energy consumption: < 500 W) but…
expensive!
Where we started from:
Tircam2
AMICA1
Test astronomico primavera 2005
(TIRGO) - Spedizione a Dome C autunno 2005
He cooled Dewar
Detector Si:As
128x128 (acquired
from Tircam2)
Optical and
electronic project
development at
OACT
AMICA2
Closed-loop cryogenic
system
256x256 Si:As array
Automatic operation
R&D…..
AMICA 2 – R&D
(Europa)
Tecnologia infrarossa
Sofradir
( Francia)
AEG-AIM
( Germania )
Elettronica
LETI
( Francia )
Criogenia
Cryomat, Cryoforum, CMH
( Francia )
Quantum Kriotechnik, Cryo-technics, Cryophysics GmbH
( Germania )
Meili Kriotech, TECO-René Koch
( Svizzera )
Valley Research Corporation
( Spagna )
Cryogenic Ltd, Wessington Cryogenics
(UK)
Cryotechnic Group
( Polonia )
AMICA 2 – R&D
Italia
Elettronica e meccanica
Tecnomare, Elettromare, Forestal
Criogenia e vuoto
Rial Vacuum, FLIR
Ottica
Officine Galileo (progettazione, realizzazione e test)
}
ora Galileo Avionica
CETEV (trattamento materiali, realizzazione ottiche)
SILO (realizzazione ottiche)
Possibili collaborazioni con INFN (LNGS) per la criogenia
Science with IRAIT
• Hot nebulae (100-500 K): star formation region, planetary
nebulae, supernova remnants, circumstellar envelope of giant
stars.
• More obvious targets: red Galactic objects, interactions
between stellar fluxes and the ISM Examples:
1. Surveys of mass losing evolved stars;
2. Surveys of dense ISM regions & star formation
3. Search of obscured sources (Supernovae, AGB…)
3. Surveys to look for intrinsically cool objects
(exoplanets, BD, WD)
• In addition, ~100 known Seyferts and AGN reachable
(IRAS!). A wide sample of galaxies at low z (< 0.1) accessible
to study colors and SF bursts. IR bright Galaxies
Obscured Supernovae
Mid-IR color
and mass loss
from AGB
stars
MM sources in SFR:
possibility of TO for IR
counterparts of ALMA objects
Telescopio TNT (Teramo-Normale Telescope)
Teramo:
Lat.:
+42° 39’ 27”
Long.:
-13° 43’ 58”.8
Specchio M1:
0.72 m
Lungh. focale:
10.1 m
Alt.:
398 m
( f / 14 )
Configurazione: Ritchey-Chrétien
Montatura:
equatoriale
Seeing tipico:
1.5-4.5 arcsec
< > = 2.5 arcsec
Notti osservative: 70-100 / anno
TOD - Teramo Optical Detector
Arrivo all'OACT:
inizio 2001
Costruttore:
Modello:
Princeton Instrum.
MicroMAX-1300PB
Formato:
Dim. Pixel:
1340 x 1300
20 micron
Well Capacity:
Intervallo dinam.:
180000 e
16 bits
Temperatura di lavoro:
Corrente oscurita':
Tempo di lettura:
R.O.N.:
Risoluzione:
Campo di vista:
-40°C NTE
~0.02 e/s/pix
17 s. @50kHz
2-4 e @50kHz
0.41 “/pixel
9'.2 x 8'.9
Robotizzazione del telescopio TNT
Passi fondamentali:
-controllo delle condizioni meteo (punto di rugiada, forza del
vento)
-controllo dell'alimentazione elettrica generale
-sincronizzazione al tempo universale
-inizializzazione del sistema (cupola, telescopio, CCD)
-apertura e gestione del file di log delle osservazioni
-controllo del 'fuoco' del telescopio
-gestione autoguida
-memorizzazione immagini acquisite e compilazione registro
di cupola
-'messa a riposo' dell'intero sistema
Punto di partenza:
-automatizzazione della gestione del sistema telescopio-cupola
-automatizzazione della gestione della camera CCD e ruota portafiltri
-sincronizzazione al tempo universale via GPS
Limiti attuali:
-nessun controllo delle condizioni meteo
-alimentazione elettrica 'sparsa' da azionare manualmente
-sistema di autoguida semi-automatico (la selezione della stella e' manuale)
Passi avanti effettuati:
#Aggiornamento autoguida
-sotituzione dell'encoder incrementale sullo specchio secondario con un encoder assoluto
-nuovo sistema ottico
Dimensioni campo autoguida (zona rossa) 6'.5x6'.5
Distanza centro campo autoguida - centro campo CCD ~14'
Magnitudine limite r=12 (utilizzando ammasso IC4665 e catalogo USNO)
Sviluppi Tecnologici:
Implementazione centralina meteorologica con orario
radiocontrollato (Oregon Scientific WMR918)
Completa automatizzazione dell'autoguida (selezione
automatica della stella)
Scrittura del software di gestione globale per la completa
robotizzazione del sistema.
