EO_484

EDA/SW/T&M 54 - ELETTRONICA OGGI 484 - MARZO 2020 SPACE INSTRUMENTS E sseri umani curiosi osservano i cieli da centinaia di anni, imparando a conoscere il nostro sistema solare, il suo contenuto, il suo comportamento e ciò che c’è al di là di esso. Con l’avvento della radioa- stronomia, è stato possibile analizzare l’energia a lun- ghezze d’onda al di là dello spettro visibile nelle regioni degli infrarossi e delle microonde, di scrutare attraverso la polvere cosmica e persino attraverso il tempo stesso nella nostra ricerca di capire cosa c’è là fuori. Dalla scoperta della radiazione cosmica di fondo (CMB - Cosmic Microwave Background) nel 1964, ci sono voluti solo circa 50 anni per svelarne i segreti nella continua ricerca finalizzata a scoprire le nostre origini. Percepita come un piccolo segnale a microonde quasi uniforme che può essere rilevato ovunque attraverso l’intero cie- lo, si ritiene che la CMB sia una radiazione che risale all’inizio dell’universo. All’inizio… L’uniformità della CMB, osservabile attraverso tutto il cie- lo, suggerisce che è nata da un’unica fonte, il che confer- ma le teorie che circondano il Big Bang e la successiva espansione dell’universo. L’espansione ha fatto aumenta- re la sua lunghezza d’onda con un processo noto come redshift (spostamento verso il rosso) cosmico. Sapendo che la lunghezza d’onda di qualsiasi radiazione è corre- lata alla temperatura del corpo emittente, la lunghezza d’onda della CMB osservata oggi è equivalente all’emis- sione da un corpo a una temperatura di 2,7 gradi kelvin. Effettuando la correzione tenendo conto del fenomeno del redshift, la sua origine può essere calcolata a circa 300.000 anni dopo il Big Bang, quando la temperatura dell’universo era di circa 3.000 gradi kelvin. Dopo la scoperta della CMB, il telescopio spaziale Cosmic Background Explorer (COBE) è stato lanciato nel 1989 e per i quattro anni successivi ha campionato la radiazione a una risoluzione più alta. Tra gli strumenti a bordo, il ra- Alla ricerca delle origini con i telescopi spaziali Grazie allo sviluppo di strumenti sempre migliori, alle osservazioni condotte dai nuovi monitor CMB basati a terra e ai risultati di JWST sarà possibile fornire immagini ancora più nitide per consentire una comprensione più chiara della vita e dell’universo nel suo complesso diometro differenziale per microonde (DMR, Differential Microwave Radiometer) è stato in grado di rilevare picco- le fluttuazioni nella CMB, corrispondenti a circa una parte su 100.000 (Fig. 1). La scoperta di questa anisotropia in- trinseca suggerisce fluttuazioni nella densità della mate- ria nel primo universo, che supporta teorie riguardanti la formazione delle prime galassie. Dopo la missione COBE, la sonda Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) è stata lanciata per scoprire di più. Ha portato strumenti progettati per misurare le diffe- renze di temperatura della CMB sulla volta celeste ad alta risoluzione. Utilizzando la tecnologia disponibile a quel tempo, lo strumento è stato raffreddato in modo passivo e continuamente protetto dalle radiazioni solari, terrestri e lunari mediante uno schermo opportunamente posizio- nato, coprendo un percorso pari al 30% della volta cele- ste ogni giorno per mappare la CMB con una risoluzione angolare di 0,3° e con sensibilità di 20 μK per pixel. Successivamente, il satellite Planck è stato lanciato nel 2009 con una nuova generazione di strumenti per la mi- Fig. 1 – Gli strumenti a bordo del COBE hanno permesso di vedere l’anisotropia CMB (Fonte: NASA - https://lambda.gsfc.nasa.gov/product/cobe/more_images/ cobeslide28.jpg) Leonie Clayson DesignSpark Community Manager RS Components