EST:
il futuro europeo delle
osservazioni solari da Terra
F. Zuccarello
and the EST team
Il progetto EST
•
•
•
•
•
•
EAST
EST
7th FP - Fase di Design Study
Gli obiettivi scientifici
Il coinvolgimento italiano in EST
Conclusioni
Nel documento “A Science Vision for European Astronomy” è stato
identificato il seguente obiettivo:
“Misurare i campi magnetici ed i campi di velocità nell’interno convettivo e
nell’atmosfera solare, allo scopo di determinare i meccanismi alla base
della generazione del campo magnetico, ed essere in grado di prevedere
gli eventi transienti che possono direttamente o indirettamente influenzare
la vita sulla Terra; rivelare e identificare i meccanismi con cui l’energia
viene trasportata dalla superficie solare verso l’atmosfera solare ed i
processi di accelerazione del vento solare.
A questo scopo, si raccomanda la costruzione di un telescopio solare di
grande apertura (3-5 m) per osservare i processi astrofisici alle loro scale
intrinsiche, e pertanto osservare l’interazione dei campi magnetici con i
moti del plasma nella atmosfera solare. ”
E’ stata creata una associazione: EAST (European Association for Solar
Telescopes) con lo scopo, fra gli altri, di promuovere lo sviluppo di EST,
per mantenere l’Europa alla frontiera della Fisica Solare nel mondo.
EAST
1.- Instituto de Astrofísica de Canarias, Spain,
2.- Kiepenheuer Institut für Sonnenphysics, Germany,
3.- Universiteit Utrecht, The Netherlands,
4.- THEMIS, S.L., Spain,
5.- Istituto Nazionale di Astrofisica, Italy,
6.- Kungliga Vetenskapsakademien, Sweden,
7.- University College London - MSSL, United Kingdom,
8.- Astronomical Institute. Academy of Sciences of the
Czech Republic, v.v.i., Czech Republic,
9.- Astronomical Institute of the Slovak Academy of
Sciences, Slovakia,
10.- Hvar Observatory, Croatia,
11.- Konkoly Observatory, Hungary,
12.- Institute of Theoretical Astrophysics, Norway,
13.- ETH Zurich, Switzerland,
14.- IGAM, University of Graz, Austria
15.- Astronomical Institute of the Wroclaw University, Poland
0.05” x 0.05”
Design Study
E’ stata presentata una richiesta di finanziamento alla Comunità Europea
nell’ambito del
SEVENTH FRAMEWORK PROGRAMME
Capacities Specific Programme
Research Infrastructures
Progetto EST
telescopio per osservazioni della fotosfera e cromosfera
solare, caratterizzato da alta risoluzione spaziale e
temporale, con capacità polarimetriche, che osservi a
diverse lunghezze d’onda, dal visibile al vicino
infrarosso
Budget: 6.7 M€
Finanziamento EC: 3.2 M€
Data di inizio del Progetto: 1 Feb 2008
Kick-off Meeting: Madrid 21-22 Feb 2008
Elenco delle Istituzioni scientifiche coinvolte nella fase di DESIGN STUDY
Partner Research Institutions
Country
Instituto de Astrofísica de Canarias
Spain
Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik
Germany
Universiteit Utrecht
The Netherlands
THEMIS, S.L.
Spain
Universita` degli Studi di Roma Tor Vergata
Italy
Istituto Nazionale di Astrofisica
Italy
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung
Germany
Royal Swedish Academy of Sciences
Sweden
Université de Paul Sabatier (Toulouse III)
France
Queens University Belfast
United Kingdom
University College London – MSSL
United Kingdom
Astronomical Institute , Academy of Sciences of the Czech
Republic
Czech Republic
Astronomical Institute of the Slovak Academy of Sciences
Slovakia
Observatoire de Paris
France
Elenco delle Industrie coinvolte nella fase di DESIGN STUDY
Industrial Partners
Country
Halfmann Teleskoptechnik
Germany
Rothe Erde GmbH
Germany
A. Friedr. Flender AG
The Netherlands
Bouwstudio PelserHartman b.v.
The Netherlands
HANKOM-Engineering
The Netherlands
Machinefabriek P.M.Duyvis
The Netherlands
Poly-Nederland Handelsmaatschappij B.V.
The Netherlands
MT Mechatronics GmbH
Germany
NTE, S.A.
Spain
IDOM Ingeniería y Consultoría S.A.
Spain
Centre Internacional de Mètodes Numèrics en
Enginyeria
Spain
S.R.S. Engineering Design S.r.l.
Italy
ANDOR TECHNOLOGY
United Kingdom
Institute of plasma physics AS CR, v.v.i.
Czech Republic
Gran Telescopio de Canarias, S.A.
Spain
EST è un progetto pan-Europeo che coinvolge 29 partners di 9
diversi paesi (14 istituti scientifici e 15 industrie).
Il progetto EST ha attualmente lo scopo di sviluppare l’intero
disegno concettuale di un telescopio Europeo solare con una apertura
di 4 metri.
EST sarà ottimizzato per studi sull’accoppiamento magnetico fra la
fotosfera e l’alta cromosfera (multiple wavelength imaging,
spettroscopia e spettropolarimetria).
Strumenti operanti simultaneamente nel visibile e nel vicinoinfrarosso
EST deve essere caratterizzato da alta risoluzione spaziale e
temporale con strumenti che possono fornire informazioni spettrali
bidimensionali.
Obiettivi del progetto
Definire i requisiti scientifici, in base ai quali ha inizio l’intero
Studio Concettuale.
Fornire il disegno ottico del telescopio. Un primo draft sarà
presentato a fine anno.
Disegnare un sistema di MCAO capace di fornire immagini al
limite di diffrazione, in un campo di vista di almeno 30 arcsec, alle
lunghezze d’onda del visibile.
Disegnare la struttura del telescopio in modo che gli effetti
termici e quelli dovuti al vento siano minimizzati.
Fornire un progetto di dome che minimizzi la turbolenza e
tragga profitto dei venti naturali favorevoli.
Disegnare un set di strumenti che meglio si accordi con le
science requirements
Progettare un efficiente user-friendly sistema di acquisizione
dei dati e di controllo del sistema
WP
Work package title
Lead
Participant
Person
Months
01000
Project Coordination and management
IAC
54
02000
Science Requirements
IAC
19
03000
Systems Engineering
IAC
60
04000
Optical Design
THEMIS
66
05000
Optomechanics
KIS
188
06000
MCAO Wavefront sensing and
correction
KIS
62
07000
Instruments
IAC
106.5
08000
Site characterisation
IAC
50
09000
Building and dome
UU
79
10000
Data acquisition and control
INAF
89
11000
Financial Feasibility and Socio-economic
impact
IAC
TOTAL
3
776.5
5
STRUCTURE
Control
WP10000
INAF
BB Imaging
WP07100
INAF
Data flow
WP10100
INAF
Telescope control
WP10200
INAF
Heat rejector
WP05300
UToV
Science Core Team
(SCT)
• Héctor Socas Navarro (Lead Scientist, IAC)
• Luis Bellot Rubio (IAA)
• Arturo López Ariste (THÉMIS)
• Viggo Hansteen (ITA)
• Mihalis Mathidoukas (QUB)
• Peter Heinzel (AIASCR)
• Hardi Peter (KIS)
• Andreas Lagg (MPG)
• Michal Sobotka (AIASCR)
• Egidio Landi (INAF)
• Alex Vögler (UU)
Il SCT lavora al SRD dallo scorso Dicembre
(prima versione del documento inviata a metà Marzo)
Obiettivi Scientifici (SRD)
1. Emersione e cancellazione del flusso magnetico (Bellot Rubio,
Sobotka, Vögler)
2. Accoppiamento magnetico fotosfera/cromosfera (Socas Navarro,
Lagg)
3. Riscaldamento
Heinzel)
cromosferico
(Peter,
Mathidoukas,
Hansteen,
4. Processi nel plasma magnetizzato (Sobotka, Lagg, Hansteen,
Vögler)
5. La corona solare (López Ariste, Peter)
6. Fenomeni esplosivi sul Sole (Mathidoukas, Sobotka, Heinzel)
7. Fisica atomica (López Ariste, Landi)
8. Astrofisica non-solare (Mathidoukas, López Ariste + Keller +
Pollaco)
1. Emersione e cancellazione del flusso magnetico
a) Manifestazioni superficiali di magneto-convezione
b) Evoluzione di strutture magnetiche su piccola-scala
c) Dinamo turbolenta
2. Accoppiamento magnetico fra fotosfera e cromosfera
a) Topologia magnetica della fotosfera e della cromosfera
b) Conversione della energia meccanica in energia magnetica in
fotosfera
c) Twist e torsione magnetica
3. Riscaldamento cromosferico
a) Propagazione di onde dalla fotosfera alla cromosfera
b) Dissipazione di energia in cromosfera
c) Nanoflare cromosferici
d) Rilascio di energia magnetica a grande-scala in cromosfera
e) Determinazione di correnti elettriche
4. Processi nei plasmi magnetizzati
a) Dinamica di strutture magnetiche a grande-scala
b) Conversione di modi d’onda
c) Non-ideal MHD e campi elettrici
5. La corona solare
6. I fenomeni esplosivi sul Sole
a) Flare solari
b) Complessità magnetica e predizione dei flare
c) La struttura fine dei white-light flares
7. Fisica atomica
a) Polarizzazione atomica
b) Test sulle predizioni della teoria quantistica
8. Astrofisica non-solare
a) Magnetismo stellare
b) Fisica planetaria
c) Dischi di accrescimento e sistemi protoplanetari
d) Rivelazione di pianeti extra-solari
Design Study Time Line
CONSTRUCTION COST BREAKDOWN SUMMARY
1. Project Management
21075 k€
1.1 Project personnel
1.2 Project Contingency
4000
17075
2. Fabrication
2.1 Telescope Assembly
2.2 Wavefront correction
2.3 Instrumentation
2.4 High-Level Controls
2.5 Enclosure
2.6 Support facilities
3. Integration, test and verification
4. Science support
5. Operations Phase preparation
TOTAL
71380 k€
29140
9105
14275
4550
6110
8200
7000 k€
2000 k€
1000 k€
102455 k€
Conclusioni
• Il progetto EST nasce nell’ambito di un consorzio
europeo (EAST) che vede attualmente coinvolti 15 paesi
• La fase di Design Study, finanziata dalla CE, è iniziata l’1
Febbraio 2008
• Il coinvolgimento italiano consiste nella partecipazione di
5 sedi INAF, 5 sedi Universitarie, 1 industria, per un
totale di 28 staff member e con un finanziamento che
prevede 7 contratti per new/staff
• INAF ha la responsabilità di un WP (10000)
• Responsabilità di 4 WPs (5300, 7100, 10100, 10200)