Laboratorio per Astronomia X

Una delle attività di punta in campo strumentale dell'OAPA è costituita dalla X-ray Astronomy Calibration and Testing (XACT) facility, un laboratorio mirato allo sviluppo e calibrazione di strumentazione per astronomia X/UV. La XACT facility è operativa dalla prima metà del 1993 e diversi ampliamenti sono stati apportati nel corso degli anni. Una parte delle attrezzature (circa il 30%) è stata finanziata dalla Regione Siciliana per circa 600.000 Euro. L'ASI ha finanziato l'acquisto dei sistemi di elaborazione di immagini, le attrezzature per i test e le calibrazioni dei filtri necessari specificatamente per il programma Chandra-HRC, il sistema di stoccaggio dei filtri di back-up della camera EPIC di XMM-Newton, e la realizzazione del sistema di controllo del vuoto. La sezione di criogenia e' stata realizzata con fondi della Regione Siciliana, dell'ASI e con un cofinanziamento del MIUR. In risposta ad un bando pubblico del MIUR N. 68 del 23.01.2002 l'OAPA ha presentato un progetto per il potenziamento delle attrezzature della XACT facility nell'ambito del Programma Operativo Nazionale 2000-2006 "Ricerca Scientifica, Sviluppo Tecnologico ed Alta Formazione", Asse II, Misura II.1 - azione a "Interventi mirati al potenziamento della dotazione di attrezzature scientifico tecnologiche". Tale progetto, che prevedeva investimenti per 768.000 Euro (di cui 140.000 da parte dell'OAPA) e' stato approvato dal MIUR con decorrenza dal Febbraio 2003, ed é stato concluso nel Febbraio 2006. Le principali misure attuate in questo intervento includono:

1. Potenziamento dell'officina meccanica con l'acquisizione di un tornio e di un centro di lavoro a controllo numerico;
2. prolungamento della camera a vuoto principale per test nei raggi X da 17 metri a circa 35 metri, con l'aggiunta di una camera per il test di telescopi del diametro di 2 metri. Questo sviluppo ha aumentato significativamente le potenzialita' di test di ottiche ad incidenza radente.
3. Progettazione e realizzazione di un monocromatore a doppia diffrazione di Bragg che copre la banda 0,5 - 30 keV;
4. Sviluppo di nuovi sistemi di micromovimentazione da vuoto che includono un sistema di puntamento alt-azimutale per telescopi a raggi X;
5. Razionalizzazione e sviluppo dei sistemi di acquisizione dati e controllo di strumentazione.
6. Acquisizione di prototipi di rivelatori basati su microcalorimetri per raggi X.

Contestualmente all'attuazione del progetto, la sede del laboratorio é stata trasferita negli attuali locali di via G.F. Ingrassia 31, piú ampi ed adatti ad ospitare la facility rispetto ai precedenti.

Grazie ad un progetto denominato PRISMA, con il quale il Ministero dell'Economia e Finanza, tramite l'Ufficio Innovazione Tecnologica dell'INAF ha finanziato alcune iniziative tecnologicamente innovative che prevedevano collaborazioni tra l'INAF ed imprese operanti nel Meridione d'Italia, é stato possibile realizzare un sistema da alto vuoto d'avanguardia che consente l'ottenimento di vuoto privo di contaminanti, in assenza di vibrazioni e con affidabilitá estrema.

Figura 62: Fotografia della beam-line X. Si noti la grande camera per il test di telescopi ad incidenza radente.

La XACT facility é stata ampiamente utilizzata nello sviluppo e calibrazione degli strumenti HRC di Chandra, ed EPIC di XMM-Newton, entrambi operativi nello spazio dalla fine del 1999, nello sviluppo e calibrazione dell'esperimento X-Ray Telescope (PI: L. Golub del SAO, Cambridge, MA) operativo a bordo del satellite Solar-B/Hinode dal Settembre 2006, nello sviluppo e calibrazione dell'esperimento Lunar Orbital X-Ray Fluorescence Imaging Spectrometer (LOXIA) operativo a bordo del satellite cinese Chang'E-1 dall'Ottobre 2007. La XACT facility viene inoltre utilizzata in altri programmi di sviluppo ie calibrazione di strumentazione per future missioni spaziali quali la missione russa per osservazioni della corona solare CORONAS PHOTONS il cui lancio è previsto entro il 2009, o la missione bilaterale Franco-italiana di astrofisica delle alte Energie denominata Simbol-X attualmente in fase B di sviluppo.

La XACT facility viene inoltre utilizzata in altri programmi non strettamente legati ad una specifica missione, ad esempio: lo studio di microrivelatori criogenici per raggi X, lo studio di telescopi X a incidenza radente di nuova concezione, lo studio delle proprietà ottiche di filtri. Nel seguito viene descritta l'attuale configurazione strumentale ed i principali progetti in corso.