Linea di Ricerca Astronomia 
Linea di ricerca dello IASF-Bo (ex-TeSRE)
dal 1968:
 Originariamente solo  di bassa energia, poi
astrofisica in raggi X e .
 Progettazione e realizzazione di esperimenti a
bordo di palloni stratosferici.
 Partecipazione a missioni spaziali (Gamma-1,
BeppoSAX, XMM-Newton, INTEGRAL, AGILE).
Sezione di Bologna
Risorse
Personale:

Da 4 (2 ric + 2 tec) a circa 1/3 del personale IASF-Bo.
Finanziamenti:

Piano Spaziale Nazionale (CNR/ASI): 400-500
kEur/anno.
Problemi:
 Impossibilità di programmare nuove assunzioni e avanzamenti di
carriera;
 Particolarmente grave la mancanza di turn-over del personale
tecnico.
Sezione di Bologna
Attività
 Progettazione e sviluppo rivelatori;
 Realizzazione di sistemi di supporto a terra (es.: Base di
Trapani-Milo, XMM-Newton, INTEGRAL, AGILE);
 Management e supporto all’industria (es.: segmento di terra
BeppoSAX, IBIS/PICsIT, AGILE/MC);
 Produzione SW scientifico per uso interno e per uso pubblico
(es.: IBIS/PICsIT per ESA/ISDC);
 Analisi Scientifica dei Dati;
 R & D;
 Partecipazione allo studio e sviluppo di nuove missioni di
astrofisica alle alte energie (XEUS, HEXIT, BREEZE,
MEGA).
Sezione di Bologna
Il progetto XMM-Newton
Risoluzione problema
scientifico  nuovo
problema da risolvere?
Scienza + Tecnologia
 Progetto (missione)
Risultati Scientifici
Guaranteed Time
Un ottimo esempio di
“catena/ciclo tecnicoscientifico”
Hardware+Software
AIV +
Calibrazioni a terra
Calibrazioni in volo
Lancio staellite
Attività prevalente di Analisi Dati
Attività prevalente di Realizzazione
Sezione di Bologna
Cronologia
1982-85:
Priorità scientifica individuata nella Spettroscopia
X di sorgenti deboli High throughput mission proposed
1990-1999: Studio e realizzazione EGSE per EPIC
1996-1999: AIV e calibrazioni a terra
10/12/1999: Lancio di XMM-Newton
2000-2002: Calibrazioni in volo
2000-oggi:
Analisi Dati (CAL, PV e GT)
Pubblicazioni/presentazioni risultati
futuro:
XMM-Newton approvato da ESA fino al 2008!
Sezione di Bologna
Personale
Staff:
Di Cocco, G.
Trifoglio, M.
Gianotti, F.
Stephen, J.
Cappi, M.
Dadina, M. (Art. 23)
Malaguti, G.
Bassani, L.
Foschini, L. (Art. 23)
Dottorandi:
Piconcelli, E. (1999-2002, now post-doc @ Vilspa/ESA)
Panessa, F. (2000-2003)
Ponti, G. (2003-…)
Laureandi:
Longinotti, A. (2001-2002, now PhD @ Imperial College/UK)
Ponti, G. (2001-2002, now PhD @ Univ. of Bo)
Totale:
media di  3 anni/uomo all’anno (dal ‘90 al ‘03)
Contesto internazionale:
Contesto nazionale:
Co-I, Resp. IASF-BO
Co-I, Resp. EGSE di EPIC
EGSE, s/w ingegneristico
EGSE, s/w scientifico
Calib. ed Analisi Dati
Calib. ed Analisi Dati
Analisi Dati
Analisi Dati
Analisi Dati
9 Istituti europei coinvolti in EPIC
IASF-MI, IASF-BO, INAF-PA
Sezione di Bologna
Spese (finanziamenti ASI)
Periodo 1990-1999:
Realizzazione e
supporto all’industria
Periodo 2000-2003:
Calibrazioni ed analisi dati
Media
<keuro/anno>
 Totale
(keuro)
48

480
53

160
~2/3 per personale: Gianotti, Cappi, Dadina, Piconcelli
~1/3 per altro: Missioni: campagne calibrazione a terra 
meeting per calibrazioni in volo  conferenze scientifiche
Hardware: computers, componentistica, ecc.
Nota: EGSE industriale su contratto ASI-Laben
Sezione di Bologna
EPIC Electrical Ground Support Equipment (1/4)
EGSE per Payload in configurazione nominale
EGSE per AIV Payload dall’integrazione fino al lancio
fornito dall’industria per:
 integrazione dei sottosistemi
 integrazione Payload nel Bus
richiesto nostro contributo per:
 definizione requisiti EGSE
 verifica funzionamento EGSE
 utilizzo EGSE durante i test
EGSE per telecomandi e HK
Instrument Station per dati scientifici
Sezione di Bologna
EPIC Electrical
Ground
effettuate
10 campagne,
ecc..Support Equipment (2/4)
EGSE per Calibrazione Payload
senza Data Handling
fornita dall’industria la parte EGSE relativa a:
 gestione telecomandi e HK
fornita da noi la
Science Console per:
 gestione dati
scientifici acquisiti ad
alta velocita’
Science Console per dati scientifici
Sezione di Bologna
EPIC Electrical Ground Support Equipment (3/4)
Supporto alle Calibrazioni a terra
Partecipato come responsabili delle operazioni del EGSE
 3 campagne alla Panter Facility – Monaco (MOS e PN EQM)
 7 campagne alla facility di Orsay – Parigi (3 MOS e 2 PN)
Fornito nostro
contributo per:
Science Console per
Quick Look e archivio
completo dati
progettazione sistema
di EGSE di supervisione
calibrazione fascio e
calibrazione EPIC
 gestione operazioni
Sezione di Bologna
EPIC Electrical Ground Support Equipment
(4/4)
Supporto a livello di Satellite
Partecipato come responsabili del setup e
operazioni della Instrument Station
 campagne di test presso la facility di ESA-ESTEC
(TB/TV, IST, SVT2)
Campagne di test presso il centro di controllo ESAESOC (SVT3)
Campagna di lancio a Kourou - Guayana
Sezione di Bologna
Calibrazioni in volo
Software Testing (in appoggio ad ESA)
- SAS portability into LINUX
- Confronto SAS vs. FTOOLS (competitore “Goddard-made”)
- Confronto SAS vs. CIAO (competitore “CfA-made”)
Calibrazioni:
- Calibrazione del vignetting dei MOS
- Calibrazione del vignetting dei soft-protons
- Calibrazioni assolute delle matrici di risposta EPIC MOS1/2 & PN
- Cross-calibrazione di EPIC con BeppoSAX e Chandra
 Analisi dettagliata di più di 20 osservazioni lunghe (AGN, binarie, deep
fields vuoti, ecc.) ottenute durante le fasi di PV e CAL.
 Partecipazione a circa 10 meeting in Europa + 5 a Milano
Sezione di Bologna
Analisi Dati: PV - Calibration data
Quasar 3C273 + blazar PKS0312  Report calibration
meeting + proceedings, ma nessuna pubblicazione
scientifica
NLSy1 iras13349  riga FeK relativistica (modeldependent) Longinotti et al., 2003, A&A
NLSy1 MCG-6-30-15  riga FeK relativistica (modelindependent) Ponti et al., 2003, A&A
10 Campi vuoti  90 spettri di sorgenti X deboli  frazione
di sorgenti assorbite (XRB) Piconcelli et al., 2002, 2003
 1 dottorato di ricerca + 2 tesi di laurea
 10-15 pubblicazioni internazionali
 know-how strumentale, analisi dati ed interpretazione
(e.g. vedi presentazione di Comastri et al. di domani)
Sezione di Bologna
Guaranteed Time (1/2)
Descrizione
Awarded 250 ks of Guaranteed Time (GT)
“Survey X di un campione completo di 27 Seyfert vicine
(D<22 Mpc)”
Goal/scopo: proprietà spettrali medie per i) modelli
emissione LLAGN vs. AGN/QSOs, ii) test modelli
unificati e iii) distribuzione di Nh a z=0
Collaborazione internazionale: IASF-BO + Prof. Palumbo
(Univ. di Bo) + Comastri & Zamorani (INAF-BO) +
DellaCeca (INAF-MI) + Prof. Makishima & Prof.
Matsuoka (Univ. of Tokyo) + Filippenko (Berkeley) + Ho
& Mulchaey (Carnegie) + Sargent (Caltech) + Weaver
(GSFC) + altri colleghi
Sezione di Bologna
Guaranteed Time (2/2)
Risultati
2 linee di ricerca interessanti:
i) Ultraluminous X-ray Sources (ULXs)
 primo campione di spettri + identificazioni ottiche
 4 pubblicazioni A&A (Foschini et al. 2002, 2003a/b;
Masetti et al. 2003) + 4-5 conf. proceedings
ii) Campione di Seyfert
 Grossi problemi per avere tutte le sorgenti (nostro
GT non ancora completo! >2 anni di ritardo), tuttavia
primi risultati interessanti
 4 conf. Proceedings + 3 lavori importanti in corso
 1 Dottorato di ricerca (F. Panessa)
Sezione di Bologna
Ritorno (1/2)
Realizzazione
 Interazione con industria nazionale
 crescita nostra e dell’industria* nello sviluppo di EGSE
per missioni spaziali scientifiche
 Interazione con gruppi europei
 crescita ad un livello di competitività internazionale
i.e., know-how acquisito  permesso coinvolgimento in
missioni successive (i.e. Integral, Agile, ecc.)
*Laben prime contractor di EPIC
Sezione di Bologna
Ritorno (2/2)
Analisi dati
 Know-how di strumenti e di tecniche di analisi dati
 Pubblicazioni (numero e qualità)
 Formazione (2 lauree, 2 PhD)
 Partecipazione/visibilità: Comitati internazionali (ad es.
TAC Chandra, TAC XMM, XEUS AWG), Invited talks
(2), ecc.
N.B: 60% fondi per analisi dati A.E.
richiesti ad ASI sono su XMM-Newton
(GT+Open Time+archive)
Sezione di Bologna
Lessons learned...
 Necessità di migliore coordinazione nazionale per rapporti con
agenzie (ESA, NASA, etc.), per assicurare giusto ritorno alla
communità.
 Maggior coinvolgimento di personale scientifico in fasi di
progettazione, realizzazione e calibrazioni
 Sfruttare pienamente e trasmettere maggiormente ad altri il
know-how acquisito
 aumentando il trasferimento tecnologico sia verso
l’interno che l’esterno
 potenziando le collaborazioni scientifiche nell’area
bolognese in particolare coinvolgendo dottorandi e laureandi
 Visibilità verso grande pubblico con outreach professionale
Sezione di Bologna
Il progetto
INTEGRAL/IBIS
Risoluzione problema
scientifico  nuovo
problema da risolvere?
Risultati Scientifici
Guaranteed Time
Scienza + Tecnologia
 Progetto (missione)
Scopo della missione: imaging,
spettroscopia e studi di
variabilità ad alta risoluzione
nella banda X-γ (5 keV – 10 MeV).
Hardware+Software
Calibrazioni a terra
+ AIV
Calibrazioni in volo
Lancio missione
Attività prevalente di Realizzazione
Attività prevalente di Analisi Dati
Sezione di Bologna
INTEGRAL: Cronologia
17-X-’02: Lancio da Baikonour
• Priorità scientifica per imaging e spettroscopia X e 
• Satellite per astronomia  di bassa energia originato
dall’attività dei gruppi di Southampton (UK) e IASF
1992:
INTEGRAL selezionato come M2 da ESA
1995:
Selezione Payload complement
1996-2001:
Realizzazione strumenti
2001-2002:
Integrazione e calibrazioni
17-X-’02: Lancio da Baikonour
20-X-’02: PICsIT first light
2002-oggi:
Analisi dati (Cal., PV, CP, GP)
Futuro: INTEGRAL approvato da ESA fino al 2008
1996-2001: Realizzazione strumenti
Sezione di Bologna
INTEGRAL/IBIS:
Contributi principali di IASF-BO
•
PICsIT
•
Hopper
•
TE/GSE
•
Sviluppo di S/W scientifico (Imaging, simulazioni,
calibrazioni)
•
Produzione Instrument Specific S/W per ISDC/ESA
•
Commissioning e PV phase
•
Core Programme
Sezione di Bologna
Personale allo IASF-BO
Ric./Tec. Tempo Indeterminato: 12
Ric. Tempo Determinato (Art. 23): 3
Totale:
~ 8 anni-uomo/anno (dal 1995 al 2003)
Dottorandi: 3
Laureandi: 5
Sezione di Bologna
Contesto nazionale ed internazionale
• Italia:
•
IASF-MI, IASF-BO, IASF-Roma, IASF-PA
• Europa e USA:
•
Istituti di 8 nazioni (USA, Spagna, Francia,
Norvegia, Polonia, Germania, Svizzera, UK)
Sezione di Bologna
Finanziamenti (ASI)
• 1995-2001:
• Realizzazione e supporto all’industria:
• ~200
k€/anno 
1400 k€ totali
• 2002-2003:
• Calibrazione, analisi dati, archivio, sviluppo S/W:
• ~200
k€/anno 
400 k€ totali
• ~ 30%:personale
• ~ 70%:H/W (strum. da lab., camera climatica, computer,
archivio), riunioni e prove c/o industria, commissioning e PV
phase, calibrazioni, attività c/o ISDC, conferenze scientifiche
• Realizz. PICsIT e Hopper su contratto ASI-LABEN
Sezione di Bologna
Calibrazioni
• A terra: (c/o LABEN,
Alenia, ESA/ESTEC)
• In volo
(Commissioning & PV)
Sezione di Bologna
IBIS Instrument Specific Software (ISSW)
• IBIS ISSW deliverable ad ESA (via ISDC)
• IBIS/PICsIT Instrument Specific S/W:
•
monitoraggio dello strumento (Operating System Monitoring)
•
analisi scientifica (OSA)
• Verifica performances scientifiche del ISSW PICsIT (rapporti)
• Offline Scientific Analysis (OSA) rilasciata alla comunità
astronomica internazionale tramite ISDC
• In OSA 3 (Dic ‘03), IBIS ISSW è composto da 20 moduli:
• CEA-Saclay (ISGRI): 10 moduli
• IASF-Bologna (PICsIT): 9 moduli
• ISDC (scripts di collegamento dei moduli ISGRI e PICsIT): 1 modulo
Sezione di Bologna
ISSW & Calibrazioni in volo
Software Testing (in appoggio a ISDC)
 Test generali di funzionamento OSA
 Compatibilità OSA Solaris vs Linux
 Test di funzionamento e compatibilità software HEASARC/NASA (Ftools,
xronos, xspec) con OSA.
Calibrazioni (alcuni punti in/con appoggio a IBIS Team)
 Calibrazione in volo di IBIS/PICsIT
 Preparazione mappe di background e non-uniformità del rivelatore
 Calibrazioni assolute delle matrici di risposta IBIS/PICsIT
 Cross-calibrazione di IBIS/PICsIT con IBIS/ISGRI e SPI (GRB021125)
Distaccamento di 1 persona presso l’ISDC (Ginevra) per 7 mesi in
supporto alle attività di PV phase e calibrazione in volo.
Sezione di Bologna
Commissioning e PV Phase
• GRB 021125:
cross-calibrazione con altri
strumenti
Sezione di Bologna
Ritorno I
Interazione con industria nazionale
 crescita nostra e dell’industria(*) nello
sviluppo e realizzazione di rivelatori per missioni
spaziali scientifiche
Interazione con gruppi europei e americani
 crescita ad un livello di competitività
internazionale
(*)Laben prime contractor di IBIS, ALENIA prime contractor di
INTEGRAL
Sezione di Bologna
Ritorno II: Core
Programme
• Responsible Scientist IASF-Bo:
– “Sorgenti EGRET non identificate”
– “AGN”
– “Crab Pulsar”
• Partecipazione ad altri topics come Interested
Scientists.
• Partecipazione Open Time con PI e CoI.
Sezione di Bologna
Ritorno III: Pubblicazioni
Pubblicazioni (solo 2003):
 16 pubblicazioni su INTEGRAL e IBIS
(satellite, strumento, calibrazione, software
analisi dati,…)
 8 pubblicazioni su risultati scientifici ottenuti
con INTEGRAL
 2 IAUC e 4 ATel su scoperte di nuove
sorgenti e relativo follow-up
Sezione di Bologna
Il progetto AGILE
Risoluzione problema
scientifico  nuovo
problema da risolvere?
Scienza + Tecnologia
 Progetto (missione)
Risultati Scientifici
Guaranteed Time
Astrofisica Gamma
Capacitá di imaging
e fast timing
10 – 40 keV
300 keV – 30 MeV
30 MeV – 50 GeV
Hardware+Software
Calibrazioni a terra
+ AIV
Calibrazioni in volo
Lancio
Attività prevalente di Analisi Dati
Attività prevalente di Realizzazione
Sezione di Bologna
Cronologia
• Prioritá scientifica: imaging gamma tra 30 MeV e
50 GeV
• ampio campo di vista (1/4 del cielo)
• elevata risoluzione temporale (1 s)
• 1999-2003: Studio di Fase B e C fino alla CDR
di payload
• Minicalorimetro + TE
• GSE + MGSE
• Segmento di terra
• Gennaio 2004:
CDR di Sistema
Sezione di Bologna
Personale
Staff:
Tecnici:
Di Cocco, G.
Labanti, C.
Trifoglio, M.
Gianotti, F.
Rossi, E.
Mauri, A.
Traci, A.
Resp. IASF-BO
Resp. MiniCal.
Resp. GSE / MGSE / Ground Segment
S/W
Elettr.
Elettr.
Mecc.
Dottorandi:
Bulgarelli A., Celesti E., Marisaldi M.
Laureandi:
Celesti E.
Contesto nazionale:
IASF-MI, IASF-BO, IASF-Roma
INFN (Trieste, Roma 1, Roma 2), CIFS
Sezione di Bologna
Finanziamenti (ASI)
• 1999-2003:
• Realizzazione e supporto all’industria:
• ~100
k€/anno 
500 k€ totali
• 2004-2005:
• A completamento:
• ~250
k€/anno 
500 k€ totali
• ~ 1/3: personale (Bulgarelli, Celesti, Marisaldi)
• ~ 2/3: H/W (MGSE, strum. da lab., computer, componentistica),
riunioni di programma, attività c/o industria, campagne di
calibrazione, conferenze scientifiche
• Realizz. MiniCal. su contratto industriale ASI-RTI
Sezione di Bologna
Contributo IASF-BO
•
MiniCal + TE
•
GSE e MGSE
•
S/W di preprocessing per Ground Segment
•
Sviluppo S/W calibrazione, simulazione
•
Partecipazione attivitá di commissioning e PV phase
Sezione di Bologna