Dal Polo Universitario di Terni alla Stazione Spaziale Internazionale.

È partito oggi, 2 settembre, dal laboratorio SERMS di Terni del Dipartimento di Fisica e Geologia il nuovo strumento, Layer 0 (L0) dopo aver concluso felicemente il processo di qualifica spaziale richiesto dalla NASA per operare nello spazio: L0, volto al potenziamento dell’esperimento AMS-02, sarà infatti inviato ad Aprile 2027 sulla Stazione Spaziale Internazionale, ISS.

Il nuovo strumento, un disco del peso complessivo di ≈ 500 Kg e di circa 3 m di diametro, sarà installato sulla sommità di AMS-02 – già operante dal Maggio 2011 all’esterno della ISS - per aumentarne la sensibilità alle particelle cosmiche di anti-materia più sfuggenti, che forniscono preziosi indizi sulla natura della materia oscura e possono essere testimoni della presenza di anti-materia primordiale.

In L0, sottili piastrine di silicio, circa 800 per una superficie totale dei rivelatori di circa 7 m2, sono assemblate sulle due facce di un piano ottagonale in fibra di carbonio. I segnali prodotti dalle particelle nell’attraversamento di queste piastrine permettono di identificarne la carica elettrica – distinguendo i nuclei cosmici dall’idrogeno allo zinco - e misurarne il punto di attraversamento con una precisione di pochi micrometri. Elettronica miniaturizzata integrata sui bordi del piano permettono di leggere questi segnali e sincronizzarli con quelli presenti in AMS-02.

Progettare e costruire questo strumento – di dimensioni e peso particolarmente importanti per quello che è l’ambito spaziale - ha costituito una sfida tecnologica raccolta da ricercatori ed ingegneri di UniPG e dell’INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) in collaborazione con i colleghi del MIT (USA), di IHEP (Cina) e del CERN: in poco più di due anni L0 è stato completato con la collaborazione e supervisione il controllo della NASA.

Prima di essere lanciato con la capsula Dragon di Space-X, il nuovo strumento doveva essere qualificato per operare nello spazio, quindi nel vuoto, provando di essere in grado di superare gli stress meccanici del lancio, quelli termici dell’esposizione diretta ai raggi solari e dimostrare di non generare segnali elettromagnetici che possano interferire con il funzionamento dei sistemi della ISS.

Tra il 2024 ed il 2025, in circa 12 mesi, l’assemblaggio ed i test meccanici e termici in vuoto degli 8 moduli che costituiscono Layer0 sono stati eseguiti nelle infrastrutture di camera pulita e laboratori di qualifica spaziale del Dipartimento di Fisica e Geologia e dell’INFN (Laboratorio SERMS) presso il Polo di Terni di UniPG. Questa prima fase si è conclusa felicemente con la vibrazione meccanica del modello di qualifica dell’intero rivelatore condotta al SERMS nel febbraio 2025 per verificare la corretta progettazione meccanica e la qualità dell’assemblaggio.

Il montaggio degli 8 moduli di volo nella struttura finale è stata quindi effettuata nell’ultimo anno al CERN, seguito da test meccanici e termici dell’intero Layer0 in diverse sedi in Italia. Lo strumento completo è tornato a Terni il 20 Agosto, dopo essere stato calibrato per efficienza e risoluzione spaziale utilizzando i fasci di particelle generati negli acceleratori del CERN.

Dal 24 al 28 Agosto è stato quindi sottoposto all’ultimo test di qualifica, quello di

compatibilità elettromagnetica presso il laboratorio CEM del dipartimento di Ingegneria presso la sede di Terni.

Superato brillantemente anche questo passo, lo strumento è in partenza per il CERN per sistemare gli ultimi dettagli meccanici e da lì partirà nel gennaio 2027 alla volta del Kennedy Space Center della NASA dove sarà integrato nella capsula per il suo lancio previsto in Aprile 2027.

 

 

Storicamente il gruppo UniPG/INFN di Perugia ha avuto importanti responsabilità nella progettazione, costruzione e integrazione di AMS-02, del suo prototipo AMS-01 volato per 10 giorni nel giugno 1998 con lo space shuttle Discovery, dell’esperimento Fermi (in orbita dal 2008) e dell’esperimento DAMPE (in orbita dal 2015).

Il team “spaziale” ha visto impegnati negli ultimi trenta anni una trentina ricercatori e tecnici del dipartimento di Fisica e Geologia e dell’INFN con lo sviluppo, nel corso del tempo, di infrastrutture di laboratorio presso la sede di Pentima del Polo di Terni.

Per approfondimenti:

Sito web internazionale di AMS https://ams02.space/

Progetto ASI-UniPG https://crisp.unipg.it/

Infrastrutture per lo spazio di SUPER-C https://superc.fisgeo.unipg.it/risultati_progetti/pagine_da_integrare/camera_bianca.html