Analisi preliminare di sistemi a microonda Moon-based per l’osservazione dell’Universo Alfredo Renga 1 , Maria Rosaria Santovito 1 , Giovanni Alberti 1 , Gemma Manoni 2 , Stefania Mattei 1 1 CO.RI.S.T.A., Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati, viale J.F. Kennedy 5, 80125 Napoli, http://www.corista.unina.it 2 Alcatel Alenia Space Italia, via Saccomuro 24, 00131 Roma. Abstract— CO.RI.S.T.A. ed Alcatel Alenia Space Italia hanno condotto uno studio preliminare per lo sviluppo di sistemi a microonda Moon-based per l’osservazione dell’Universo. Sono stati analizzati vantaggi e limiti di un radiotelescopio sul far-side lunare, rispetto ad un radiotelescopio terrestre o in orbita terrestre. L’analisi ha evidenziato che la realizzazione e l’installazione di tali radiotelescopi costituisce una sfida di alto valore scientifico e tecnologico, realizzabile intorno al 2020/2025. Lo studio è tuttora in corso ed i risultati finali sono attesi per luglio del 2007. I. INTRODUZIONE SISTE un rinnovato interesse internazionale riguardo lo studio, l’esplorazione e lo sfruttamento della Luna, testimoniato dai programmi delle principali agenzia spaziali mondiali. In questo contesto l’ASI, Agenzia Spaziale Italiana, sta sviluppando uno studio, tuttora in corso, denominato Italian Vision for Moon Exploration (IVME), quale tassello italiano all’interno dello scenario internazionale. IVME è costituito da tre grossi temi: lo studio della Luna, l’utilizzo della Luna come piattaforma di osservazione dell’Universo e l’utilizzo della Luna come piattaforma di osservazione della Terra. CO.RI.S.T.A. ed Alcatel Alenia Space Italia nell’ambito del progetto IVME, stanno conducendo studi di definizione e sviluppo di payload a microonde per tutti e tre i temi sopra indicati. Il presente lavoro richiama i risultati preliminari relativi al progetto di sistemi di osservazione radioastronomica dal far-side lunare. L’idea di utilizzare la Luna come finestra privilegiata per l’osservazione dell’Universo non è nuova, i primi studi risalgono agli anni sessanta come attività collaterale al progetto Apollo [1]. L’importanza strategica della Luna è basata sulla sincronia tra moto di rotazione e rivoluzione della Luna, secondo cui una faccia della Luna (far-side) non risulta mai rivolta verso la Terra, ovvero non è Questo studio denominato “MicroMoon: Studio di Telerilevamento della Luna e dalla Luna con microonde ” rientra nell’ambito del progetto Italian Vision for Moon Exploration, finanziato dall’ Agenzia Spaziale Italiana (contratto ASI n. I/043/06/0). A.Renga, ha lavorato presso il CO.RI.S.T.A. Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati, viale J.F. Kennedy 5, 80125 Napoli. Ora svolge un dottorato di ricerca presso il D.I.A.S. Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale dell’Università di Napoli “Federico II”, piazzale Tecchio 80, 80125 Napoli (tel. 081 7652159; fax: 081 7652160; e-mail: alf.renga@fastwebnet.it). soggetta all’intenso inquinamento radio da essa generato. Inoltre la mancanza di atmosfera e ionosfera consente di aggirare i limiti dell’osservazione terrestre. II. LA PIATTAFORMA LUNA A. Radioastronomia dalla Luna: vantaggi e svantaggi. La Luna possiede alcune peculiarità ideali come sito per la radioastronomia, tra cui le principali sono [1], [2], [3]: Vuoto spinto, accessibile a tutte le lunghezze d’onda; Cielo stabile, scuro e freddo; Piattaforma stabile, cioè sulla superficie lunare si possono dispiegare array in configurazione stabile su aree molto vaste, laddove invece per satelliti in orbita la gravità rende inevitabili variazione relative di baseline; Lenta rotazione, ovvero accessibilità all’intero cielo osservabile, oltre a facilitata sintesi di apertura per gli interferometri e in generale possibilità di lunghi tempi di integrazione; Far-side lunare, schermato da interferenze di origine terrestre, ed inoltre libero da disturbi atmosferici e ionosferici. Il far-side lunare rappresenta la più pulita finestra di osservazione radio dell’universo all’interno dell’intero sistema solare; Bassa gravità, che consente la progettazione di strutture grandi e leggere e riduce la necessità di sistemi di supporto. Inoltre la presenza comunque di gravità consente di collocare strumenti direttamente sulla superficie una volta resa libera dalle polveri; Topografia, l’interno dei crateri può essere sfruttato per la realizzazione di grosse aree riceventi; Materie prime, potenzialmente sfruttabili (materiali da costruzione, acqua, combustibile per generatori nucleari di potenza); Vicinanza con la Terra, relativamente semplice accesso per il servicing del telescopio ed il trasporto di infrastrutture. Parallelamente vanno però sottolineati gli svantaggi di un osservatorio radioastronomico lunare [1], [2], [3]: Costi, decisamente alti (nel 1996 [2] sono stati stimati circa 10 5 $/kg). Il fattore costi costringe quindi a sviluppare strutture semplici e a basso peso; Satelliti per telecomunicazioni, possono distruggere la pulizia radio del far-side lunare; Vuoto, rende difficili tutte le operazioni in cui la presenza dell’uomo è necessaria; E