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 1100 mmfocale 4553 mm

Specchio secondario diametro 590 mm

distanza dal primario 2605.5 mm

EFL Cassegrain 7971 mm ( f / 7.2 )

Montatura equatoriale alla tedesca

Movimentazione telescopio motori DC

Puntamento sistema encoder assoluti in e risoluzione 10” ( sola precisione meccanica )

Velocità coarse 75 ‘ / sec

fine 15 “ / sec

Massa totale 32 tonnellate

Massa in movimento 24 tonnellate

Movimentazione specchio terziario AZT24

•Messa a fuoco più agevole

•Possibilità di dithering muovendo solo M3

•Possibilità di montare altri strumenti

Motori Physik Instrumente

SVILUPPI TECNOLOGICI

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

J H K Efficienza quantica 59 % 70 % 61 %

Dark current 0.00367 ADU / sec / pixel

Intervallo dinamico 0 - 55000

Intervallo di linearità 5000 - 50000

Readout noise ~ 30 e- ( senza pixel processing )

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’

 

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

J @ 1.25 m

H @ 1.65 m

K @ 2.2 m

K’ cut a 2.32 m

a banda larga a banda stretta

HeI @ 1.083 m

FeII @ 1.645 m

H2 @ 2.121 m

Br @ 2.164 m

Spettroscopia

Grism IJ

Range = 0.84 – 1.32 m

C = 1.09 m

sampling = 19 Å / pix

R ~ 271

Grism HK + order sorter

Range = 1.45 – 2.38 m

C = 1.92 m

sampling = 36 Å / pix

R ~ 268

Spettri IJ e HK della sorgente AFGL 2298 (13.05.2002) (Clark et al., 2003, A&A, 403, 653)

NGC891 in banda H (mosaico di 2 immagini)

SWIRCAM - Performances

Caratteristiche del sito

= +42° 26’ 39”.1 = -13° 33’ 29”.2 h = 2150 m (s.l.m.)

Notti osservative 120 / anno

Seeing tipico 1.5-3.5 arcsec < > = 2.2 arcsec

Luminosità del cielo J H K( mag / arcsec2 ) 15.5 14.5 11.5

Errore introdotto dal flat-field < 10 % senza illumination correction< 2 % con illumination correction

Stabilità fotometrica J H K(mag) 0.06 0.1 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

•Schermaggio dell’emissione dello specchio secondario sullo stop di Lyot

SVILUPPI TECNOLOGICI

•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)

•Remote control and robotic operations are ready•Solutions for the enclosure are in progress

Status…

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 (3) 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 Italo-French-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

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 )

(Europa)

AMICA 2 – R&D

Elettronica e meccanica

Tecnomare, Elettromare, Forestal

Criogenia e vuoto

Rial Vacuum, FLIR

Ottica

Officine Galileo (progettazione, realizzazione e test)

CETEV (trattamento materiali, realizzazione ottiche)

SILO (realizzazione ottiche)

Possibili collaborazioni con INFN (LNGS) per la criogenia

Italia

} ora Galileo Avionica

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 formation3. 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 Alt.: 398 m

Specchio M1: 0.72 m

Lungh. focale: 10.1 m ( f / 14 )

Configurazione: Ritchey-Chrétien

Montatura: equatoriale

Seeing tipico: 1.5-4.5 arcsec

< > = 2.5 arcsec

Notti osservative: 70-100 / anno

Arrivo all'OACT: inizio 2001

Costruttore: Princeton Instrum.Modello: MicroMAX-1300PB

Formato: 1340 x 1300Dim. Pixel: 20 micron

Well Capacity: 180000 eIntervallo dinam.: 16 bits

Temperatura di lavoro: -40°C NTECorrente oscurita': ~0.02 e/s/pixTempo di lettura: 17 s. @50kHzR.O.N.: 2-4 e @50kHz

Risoluzione: 0.41 “/pixelCampo di vista: 9'.2 x 8'.9

TOD - Teramo Optical Detector

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'.5Distanza 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.