Il progetto

Lo Square Kilometre Array è un progetto internazionale di profilo scientifico e ingegneristico che ha come obiettivo la costruzione della più grande rete di radiotelescopi al mondo.

Night_time_SKA1_v1_ piccolaIl progetto SKA raggruppa alcune tra le più brillanti menti del pianeta. Quando sarà completato, SKA sarà un network caratterizzato da un 1 km quadrato di area di raccolta, un grande campo di vista, un’estensione di alcune migliaia di km, e tecnologie innovative per ricevitori, trasporto ed elaborazione del segnale e calcolo dei dati.

Lo Square Kilometre Array è un progetto internazionale il cui obiettivo è costruire il più grande radiotelescopio  del mondo in due location diverse, Australia e Sudafrica. La grandezza di SKA rappresenta un grande balzo in avanti per l’ingegneria e per la scienza: rivoluzionerà la nostra conoscenza dell’Universo e delle leggi fondamentali della fisica. I primi risultati scientifici arriveranno nel 2020.

Dimensioni senza precedenti

SKA conterà centinaia di migliaia di radiotelescopi che permetteranno agli astronomi di monitorare il cielo con dettagli senza precedenti, migliaia di volte più velocemente rispetto ad altri telescopi già esistenti.

Le antenne di SKA lo renderanno un network unico nel suo genere, superando di 50 volte la risoluzione e la qualità delle immagini finora ottenute grazie all’Hubble Space Telescope. SKA avrà la capacità di mappare vaste aree di cielo in parallelo, una prodezza che nessun telescopio ha mai raggiunto su questa scala e con questo livello di sensibilità. SKA si affiancherà alla densamente popolata famiglia di grandi telescopi ottici e all’infrarosso che verranno costruiti e lanciati in orbita nei prossimi decenni. SKA farà da apripista ad una nuova era della ricerca scientifica.

Location

La SKA Organisation ha scelto due siti per la costruzione della monumentale opera: la regione di Karoo in Sudafrica e la regione di Murchison in Australia Occidentale. Si tratta di due luoghi selezionati per diverse ragioni scientifiche e tecniche: dall’atmosfera sopra il deserto al silenzio radio, proprio perché sono due tra le località più remote della Terra.

Sforzo globale e Paesi membri

Visti gli elevati costi di progettazione e costruzione, al progetto partecipano circa 100 organizzazioni sparse in 20 paesi in tutti i continenti. Il quartier generale della SKA Organisation si trova presso l’osservatorio Jodrell Bank nel Regno Unito e coordina le 12 le nazioni che supportano l’organizzazione:  Australia, Canada, Cina, Francia, Italia, Francia, Nuova Zelanda, Sudafrica, Spagna, Svezia, Olanda e Regno Unito e India. Altre nazioni hanno espresso il loro interesse nel progetto.

Fasi del progetto

SKA sarà sviluppato in diverse fasi. La pre-costruzione è iniziata nel 2012, durerà almeno fino alla metà di questo decennio e coinvolge la progettazione, il lavoro di ricerca e sviluppo, e la preparazione del contratto necessario per iniziare la vera e propria fase di costruzione.

Il corpo principale di SKA verrà costruito in due fasi, tra il 2018 e il 2023.

SKA1 rappresenterà solo una frazione del progetto, così come della capacità finale di osservare il cielo con una risoluzione senza precedenti. SKA1 presenterà due strumenti complementari, garantendo una costante copertura delle frequenze da 50 MHz a 14 GHz: uno strumento per le basse frequenze costituito dalle antenne a dipolo in Australia (50-350 MHz) e uno strumento per le medie frequenze costituito dai dish in Sudafrica (350 MHz-14GHz).

Le antenne sudafricane (SKA1 MID): un versatile schieramento di centinaia di parabole che osserveranno pulsar e buchi neri per captare le onde gravitazionali predette da Einstein, testando la gravità e cercando le prove dell’esistenza della vita altrove nella nostra galassia.

In Australia: centinaia di migliaia di antenne a dipolo (SKA1 LOW) che si dedicheranno allo studio dell’Epoca della reionizzazione.

Telescopi e array, Telescopi a medie frequenzeTelescopi a bassa frequenza

In Australia Occidentale ci saranno antenne operanti fra 50 e 350 MHz. Il braccio australiano di SKA conterà (oltre alle altre in Sudafrica) 130mila antenne del consorzio Low Frequency Aperture Array (Lfaa) disegnate per “raccogliere” i segnali a bassa frequenza provenienti dal cosmo. Il team dell’Istituto nazionale di astrofisica guidato da Jader Monari ha disegnato, progettato e prodotto 800 catene riceventi nonché i sistemi di acquisizione per la piattaforma di prova Aavs1 in collaborazione con i colleghi dell’Osservatorio di Arcetri, Catania, Iasf-Milano, Università di Bologna, Firenze e Ferrara e Cnr-Ieiit. In Australia sono operanti anche e antenne dell’Australian Ska Pathfinder, uno strumento formato da 36 antenne a parabola, e quelle del Murchison Widefield Array (Mwa) – composto da 2048 unità in funzione dal 2013.

Le antenne a disco (o a parabola) formeranno lo strumento Ska1-Mid, braccio sudafricano della prima fase del telescopio Ska: 133 antenne, a cui vanno aggiunti i 64 “piatti” del telescopio MeerKat già installati nella regione desertica di Karoo. Per questa parte del progetto, l’Italia dà un grande contributo grazie al gruppo di ingegneri guidati da Corrado Trigilio dell’Inaf di Catania, task leader nel consorzio Dish, responsabile del gruppo che gestisce il sistema Local Monitor and Control.

Precursor e Pathfinder

Prima dell’effettiva costruzione del network di telescopi, una serie di telescopi dimostrativi e di sistemi noti come pathfinder e precursor, sono già operativi o in fase di sviluppo in tutto il mondo, per aprire la strada al tipo di tecnologia di cui SKA avrà bisogno nel futuro.

Gli obiettivi scientifici principali

SKA sarà in grado di rivoluzionare le osservazioni astronomiche e la ricerca scientifica. Gli scienziati si sono concentrati su cinque obiettivi scientifici fondamentali, ognuno dei quali ridefinirà la nostra comprensione dello spazio come lo conosciamo. Il più potente radiotelescopio mai concepito è una straordinaria arma per studiare l’evoluzione dell’Universo, la gravità, la materia oscura e gli enigmatici e vasti campi magnetici. Sfiderà la teoria fondamentale della relatività di Einstein e studierà come le primissime stelle e galassie si sono formate subito dopo il Big bang.

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