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FAST: il ciclope cinese

Una vista aerea del radiotelescopio FAST ottenuta il 3 Luglio.
Una vista aerea del radiotelescopio FAST ottenuta il 3 Luglio. Credit: Xinhua/Liu Xu

Il nome sta per "Telescopio Sferico di 500m di Apertura" ed è il più grande radiotelescopio a singola antenna al mondo; sta per aprire il suo gigantesco occhio tra le colline di Guizhou, nel sud della Cina.

 Anche se l'inaugurazione ufficiale e l'inizio delle osservazioni astronomiche avverranno a Settembre, il 3 Luglio è stata completata la costruzione della più grande antenna fissa per la radioastronomia, con la posa dell'ultimo dei 4450 tasselli triangolari d'alluminio che ne formano la superficie riflettente, immortalata nell'immagine sottostante.

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In alto: la posa dell'ultimo pannello - In basso: lancio di palloncini dal centro per commemorare l'evento - Xinhua/Ou Dongqu/Liu Xu

 "E' uno strumento di grande importanza per l'umanità al fine di esplorare l'universo e le civiltà extraterrestri", ha detto Liu Cixin, un noto scrittore di fantascienza, in visita presso il sito. "Spero che gli scienziati possono fare scoperte epocali", ha detto Liu, che ha vinto il 2015 Premio Hugo per il miglior romanzo. 

 Inizialmente proposto 18 anni fa, i lavori per costruirlo sono iniziati 5 anni fa e il costo del progetto è stimato in 180 milioni di dollari. Lo strumento è collocato in una conca naturale che però ha dovuto subire modifiche piuttosto drastiche, come si vede nella sequenza sottostante. E' stato persino necessario ricollocare un piccolo villaggio di 65 abitanti al suo interno, come pure sono state trasferite oltre 9000  persone che abitavano entro 5 km dall'antenna, in modo da  evitare che le attività umane interferissero e fosse garantita la massima silenziosità elettromagnetica.

costruzione

Fasi successive della costruzione di FAST

 Nei prossimi mesi gli scienziati faranno il "debug" dello strumento, prima di "decommissionarlo" definitivamente. Secondo le dichiarazioni di Zheng Xiaonian, vice capo del National Astronomical Observation (NAO) che ha costruito il telescopio, sarà lo strumento leader mondiale per i prossimi 10 o 20 anni. Nei primi due o tre anni dopo il suo completamento, il telescopio sarà sottoposto a ulteriori regolazioni; durante quel periodo di scienziati cinesi lo useranno per la ricerca iniziale e poi sarà aperto a scienziati di tutto il mondo, ha detto Peng Bo, direttore del NAO Radio Astronomy Technology Laboratory. Gli scienziati possono anche effettuare il controllo remoto dello strumento, effettuando l'osservazione da altre città come Pechino, più di 2.000 chilometri dal sito del telescopio, ha detto Peng.

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Una suggestiva vista aerea dalla verticale; si notino le nuvole riflesse dall'antenna - Credits : Xinhua/Liu Xu

 Il nome FAST (Five hundred meter Aperture Spherical Telescope) tuttavia è un pò fuorviante. Anche se fisicamente l'antenna ha un diametro di mezzo chilometro, infatti, l'apertura effettivamente utilizzabile per osservazioni astronomiche non supera i 300m, paragonabili dunque all'apertura del celebre radiotelescopio/radar di Arecibo, operativo dal 1963 nell'isola di Portorico e gestito dal NRAO americano.

Arecibo

Il radiotelescopio di Arecibo, nell'isola di Portorico. Credits: NAIC/NRAO

  A differenza del collega americano, che ha una geometria sferica fissa, il nuovo radiotelescopio cinese può cambiare forma per adattarsi alla regione di cielo osservata. In altre parole, una serie di attuatori ancorati al terreno sono in grado di tendere e rilassare la rete di cavi che sostiene i tasselli, conferendo alla superficie una forma localmente parabolica anzichè sferica. Questo consente di focalizzare le onde radio in un punto e non in una "cuspide" come succede con un profilo sferico; ma l'operazione non può essere eseguita su tutta la superficie, solo sul 35% che si trova "di fronte" alla regione di cielo da analizzare.

specifiche

Caratteristiche geometriche dell'antenna FAST, tratte dall'articolo citato in fondo - Credit: C. J. Jin, et al.

 La forma della parabola deve essere esatta al livello del millimetro, e questo è garantito da una serie di sensori e di laser che illuminano migliaia di riferimenti su utta la superficie del disco. Grazie a questa "ottica attiva", FAST sarà 10 volte più sensibile dell'antenna di Arecibo e sarà in grado di osservare oggetti distanti anche 40° dallo Zenith; inoltre, anche in grado di effettuare osservazioni "multibeam", ovvero ricavare immagini del cielo con più pixel invece di un singolo segnale; inizialmente i fasci saranno 19 ma si prevede di portarli a un centinaio. I ricevitori del telescopio, che lavorano a una temperatura di 20Kelvin, abbracciano un intervallo di frequenza molto ampio che va da 70 MHz a 3 GHz.

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Due suggestive riprese notturne di Fast - Credits : Xinhua

 Le stime iniziali parlano di 7000 nuove pulsar scoperte nel primo anno di vita operativa. Quando FAST verrà inserito nella rete mondiale VLBI (radiointerferometria su lunghissima base) permetterà con la sua eccellente sensibilità di migliorare notevolmente anche le misure astrometriche radio, un pò come sta facendo GAIA nel visibile.

 

Riferimenti:
-
https://en.wikipedia.org/wiki/Five_hundred_meter_Aperture_Spherical_Telescope

- http://fast.bao.ac.cn/en/
- http://journals.cambridge.org/download.php?file=%2FIAU%2FIAU3_S248%2FS1743921308018978a.pdf&code=fcfda073167917fdd990e75cf703ee45

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Marco Di Lorenzo (DILO)

Sono laureato in Fisica e insegno questa materia nelle scuole superiori; in passato ho lavorato nel campo dei semiconduttori e dei sensori d'immagine. Appassionato di astronautica e astronomia fin da ragazzo, ho continuato a coltivare queste passioni sul web, elaborando e pubblicando numerose immagini insieme al collega Ken Kremer. E naturalmente amo la fantascienza e la fotografia!

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