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Linea di Ricerca Astronomia 

Linea di Ricerca Astronomia . Linea di ricerca dello IASF-Bo (ex-TeSRE) dal 1968: Originariamente solo  di bassa energia, poi astrofisica in raggi X e . Progettazione e realizzazione di esperimenti a bordo di palloni stratosferici.

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Linea di Ricerca Astronomia 

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  1. Linea di Ricerca Astronomia  • Linea di ricerca dello IASF-Bo (ex-TeSRE) • dal 1968: • Originariamente solo  di bassa energia, poi astrofisica in raggi X e . • Progettazione e realizzazione di esperimenti a bordo di palloni stratosferici. • Partecipazione a missioni spaziali (Gamma-1, BeppoSAX, XMM-Newton, INTEGRAL, AGILE).

  2. Risorse • Personale: • Da 4 (2 ric + 2 tec) a circa 1/3 del personale IASF-Bo. • Finanziamenti: • Piano Spaziale Nazionale (CNR/ASI): 400-500 • kEur/anno. • Problemi: • Impossibilità di programmare nuove assunzioni e avanzamenti di carriera; • Particolarmente grave la mancanza di turn-over del personale tecnico.

  3. Attività • Progettazione e sviluppo rivelatori; • Realizzazione di sistemi di supporto a terra (es.: Base di Trapani-Milo, XMM-Newton, INTEGRAL, AGILE); • Management e supporto all’industria (es.: segmento di terra BeppoSAX, IBIS/PICsIT, AGILE/MC); • Produzione SW scientifico per uso interno e per uso pubblico (es.: IBIS/PICsIT per ESA/ISDC); • Analisi Scientifica dei Dati; • R & D; • Partecipazione allo studio e sviluppo di nuove missioni di astrofisica alle alte energie (XEUS, HEXIT, BREEZE, MEGA).

  4. Attività prevalente di Analisi Dati Attività prevalente di Realizzazione Il progetto XMM-Newton Risoluzione problema scientifico  nuovo problema da risolvere? Scienza + Tecnologia  Progetto (missione) Risultati Scientifici Analisi Dati Un ottimo esempio di “catena/ciclo tecnico-scientifico” Guaranteed Time Hardware+Software Realizzazione AIV + Calibrazioni a terra Calibrazioni in volo Lancio staellite

  5. Cronologia 1982-85:Priorità scientifica individuata nella Spettroscopia X di sorgenti deboli High throughput mission proposed 1990-1999: Studio e realizzazione EGSE per EPIC 1996-1999: AIV e calibrazioni a terra 10/12/1999: Lancio di XMM-Newton 2000-2002: Calibrazioni in volo 2000-oggi: Analisi Dati (CAL, PV e GT) Pubblicazioni/presentazioni risultati futuro: XMM-Newton approvato da ESA fino al 2008!

  6. Personale • Staff: Di Cocco, G. Co-I, Resp. IASF-BO Trifoglio, M. Co-I, Resp. EGSE di EPIC Gianotti, F. EGSE, s/w ingegneristico Stephen, J. EGSE, s/w scientifico Cappi, M. Calib. ed Analisi Dati Dadina, M. (Art. 23) Calib. ed Analisi Dati Malaguti, G. Analisi Dati Bassani, L. Analisi Dati Foschini, L. (Art. 23) Analisi Dati Dottorandi: Piconcelli, E. (1999-2002, now post-doc @ Vilspa/ESA) Panessa, F. (2000-2003) Ponti, G. (2003-…) Laureandi: Longinotti, A. (2001-2002, now PhD @ Imperial College/UK) Ponti, G. (2001-2002, now PhD @ Univ. of Bo) Totale: media di  3 anni/uomo all’anno (dal ‘90 al ‘03) Contesto internazionale: 9 Istituti europei coinvolti in EPIC Contesto nazionale: IASF-MI, IASF-BO, INAF-PA

  7. Spese (finanziamenti ASI) Periodo 1990-1999: Media  Totale <keuro/anno> (keuro) Realizzazione e supporto all’industria 48  480 Periodo 2000-2003: Calibrazioni ed analisi dati 53160 ~2/3 per personale: Gianotti, Cappi, Dadina, Piconcelli ~1/3 per altro: Missioni: campagne calibrazione a terra  meeting per calibrazioni in volo  conferenze scientifiche Hardware: computers, componentistica, ecc. Nota: EGSE industriale su contratto ASI-Laben

  8. EPIC Electrical Ground Support Equipment (1/4) EGSE per Payload in configurazione nominale EGSE per AIV Payload dall’integrazione fino al lancio • fornito dall’industria per: • integrazione dei sottosistemi • integrazione Payload nel Bus richiesto nostro contributo per: • definizione requisiti EGSE • verifica funzionamento EGSE • utilizzo EGSE durante i test EGSE per telecomandi e HK Instrument Station per dati scientifici

  9. II - Campagne di calibrazione a terra effettuate 10 campagne, ecc.. EPIC Electrical Ground Support Equipment (2/4) EGSE per Calibrazione Payload senza Data Handling • fornita dall’industria la parte EGSE relativa a: • gestione telecomandi e HK fornita da noi la Science Console per: • gestione dati scientifici acquisiti ad alta velocita’ Science Console per dati scientifici

  10. EPIC Electrical Ground Support Equipment (3/4)Supporto alle Calibrazioni a terra Partecipato come responsabili delle operazioni del EGSE • 3 campagne alla Panter Facility – Monaco (MOS e PN EQM) • 7 campagne alla facility di Orsay – Parigi (3 MOS e 2 PN) Fornitonostro contributo per: • Science Console per Quick Look e archivio completo dati • progettazione sistema di EGSE di supervisione calibrazione fascio e calibrazione EPIC • gestione operazioni

  11. EPIC Electrical Ground Support Equipment (4/4)Supporto a livello di Satellite Partecipato come responsabili del setup e operazioni della Instrument Station • campagne di testpresso la facility di ESA-ESTEC (TB/TV, IST, SVT2) • Campagne di test presso il centro di controllo ESA- ESOC (SVT3) • Campagna di lancio a Kourou - Guayana

  12. Software Testing (in appoggio ad ESA) - SAS portability into LINUX - Confronto SAS vs. FTOOLS (competitore “Goddard-made”) - Confronto SAS vs. CIAO (competitore “CfA-made”) Calibrazioni: - Calibrazione del vignetting dei MOS - Calibrazione del vignetting dei soft-protons - Calibrazioni assolute delle matrici di risposta EPIC MOS1/2 & PN - Cross-calibrazione di EPIC con BeppoSAX e Chandra Analisi dettagliata di più di 20 osservazioni lunghe (AGN, binarie, deep fields vuoti, ecc.) ottenute durante le fasi di PV e CAL.  Partecipazione a circa 10 meeting in Europa + 5 a Milano Calibrazioni in volo

  13. Quasar 3C273 + blazar PKS0312Report calibration meeting + proceedings, ma nessuna pubblicazione scientifica NLSy1 iras13349 riga FeK relativistica (model-dependent) Longinotti et al., 2003, A&A NLSy1 MCG-6-30-15  riga FeK relativistica (model-independent) Ponti et al., 2003, A&A 10 Campi vuoti  90 spettri di sorgenti X deboli frazione di sorgenti assorbite(XRB) Piconcelli et al., 2002, 2003  1 dottorato di ricerca + 2 tesi di laurea  10-15 pubblicazioni internazionali  know-how strumentale, analisi dati ed interpretazione (e.g. vedi presentazione di Comastri et al. di domani) Analisi Dati: PV - Calibration data

  14. Awarded 250 ks of Guaranteed Time (GT) “Survey X di un campione completo di 27 Seyfert vicine (D<22 Mpc)” Goal/scopo: proprietà spettrali medie per i) modelli emissione LLAGN vs. AGN/QSOs, ii) test modelli unificati e iii) distribuzione di Nh a z=0 Collaborazione internazionale: IASF-BO + Prof. Palumbo (Univ. di Bo) + Comastri & Zamorani (INAF-BO) + DellaCeca (INAF-MI) + Prof. Makishima & Prof. Matsuoka (Univ. of Tokyo) + Filippenko (Berkeley) + Ho & Mulchaey (Carnegie) + Sargent (Caltech) + Weaver (GSFC) + altri colleghi Guaranteed Time (1/2) Descrizione

  15. 2 linee di ricerca interessanti: i) Ultraluminous X-ray Sources (ULXs)  primo campione di spettri + identificazioni ottiche  4 pubblicazioni A&A (Foschini et al. 2002, 2003a/b; Masetti et al. 2003) + 4-5 conf. proceedings ii) Campione di Seyfert  Grossi problemi per avere tutte le sorgenti (nostro GT non ancora completo! >2 anni di ritardo), tuttavia primi risultati interessanti  4 conf. Proceedings + 3 lavori importanti in corso  1 Dottorato di ricerca (F. Panessa) Guaranteed Time (2/2)Risultati

  16. Interazione con industria nazionale  crescita nostra e dell’industria* nello sviluppo di EGSE per missioni spaziali scientifiche Interazione con gruppi europei  crescita ad un livello di competitività internazionale i.e., know-how acquisito  permesso coinvolgimento in missioni successive (i.e. Integral, Agile, ecc.) *Laben prime contractor di EPIC Ritorno (1/2) Realizzazione

  17. Know-how di strumenti e di tecniche di analisi dati Pubblicazioni (numero e qualità) Formazione (2 lauree, 2 PhD) Partecipazione/visibilità: Comitati internazionali (ad es. TAC Chandra, TAC XMM, XEUS AWG), Invited talks (2), ecc. N.B: 60% fondi per analisi dati A.E. richiesti ad ASI sono su XMM-Newton (GT+Open Time+archive) Ritorno (2/2) Analisi dati

  18. Necessità di migliore coordinazione nazionale per rapporti con agenzie (ESA, NASA, etc.), per assicurare giusto ritorno alla communità. Maggior coinvolgimento di personale scientifico in fasi di progettazione, realizzazione e calibrazioni Sfruttare pienamente e trasmettere maggiormente ad altri il know-how acquisito  aumentando il trasferimento tecnologico sia verso l’interno che l’esterno  potenziando le collaborazioni scientifiche nell’area bolognese in particolare coinvolgendo dottorandi e laureandi Visibilità verso grande pubblico con outreach professionale Lessons learned...

  19. Il progetto INTEGRAL/IBIS Risoluzione problema scientifico  nuovo problema da risolvere? Scienza + Tecnologia  Progetto (missione) Risultati Scientifici Scopo della missione: imaging, spettroscopia e studi di variabilità ad alta risoluzione nella banda X-γ (5 keV – 10 MeV). Guaranteed Time Hardware+Software Calibrazioni a terra + AIV Calibrazioni in volo Lancio missione Attività prevalente di Realizzazione Attività prevalente di Analisi Dati

  20. INTEGRAL: Cronologia 17-X-’02: Lancio da Baikonour • Priorità scientifica per imaging e spettroscopia X e  • Satellite per astronomia  di bassa energia originato dall’attività dei gruppi di Southampton (UK) e IASF 1992: INTEGRAL selezionato come M2 da ESA 1995: Selezione Payload complement 1996-2001: Realizzazione strumenti 2001-2002: Integrazione e calibrazioni 17-X-’02: Lancio da Baikonour 20-X-’02: PICsIT first light 2002-oggi: Analisi dati (Cal., PV, CP, GP) Futuro: INTEGRAL approvato da ESA fino al 2008 1996-2001: Realizzazione strumenti

  21. PICsIT Hopper TE/GSE Sviluppo di S/W scientifico (Imaging, simulazioni, calibrazioni) Produzione Instrument Specific S/W per ISDC/ESA Commissioning e PV phase Core Programme INTEGRAL/IBIS:Contributi principali di IASF-BO

  22. Ric./Tec. Tempo Indeterminato: 12 Ric. Tempo Determinato (Art. 23): 3 Totale: ~ 8 anni-uomo/anno (dal 1995 al 2003) Dottorandi: 3 Laureandi: 5 Personale allo IASF-BO

  23. Italia: IASF-MI, IASF-BO, IASF-Roma, IASF-PA Europa e USA: Istituti di 8 nazioni (USA, Spagna, Francia, Norvegia, Polonia, Germania, Svizzera, UK) Contesto nazionale ed internazionale

  24. 1995-2001: Realizzazione e supporto all’industria: ~200 k€/anno  1400 k€ totali 2002-2003: Calibrazione, analisi dati, archivio, sviluppo S/W: ~200 k€/anno  400 k€ totali ~ 30%: personale ~ 70%: H/W (strum. da lab., camera climatica, computer, archivio), riunioni e prove c/o industria, commissioning e PV phase, calibrazioni, attività c/o ISDC, conferenze scientifiche Realizz. PICsIT e Hopper su contratto ASI-LABEN Finanziamenti (ASI)

  25. Calibrazioni • A terra: (c/o LABEN, Alenia, ESA/ESTEC) • In volo (Commissioning & PV)

  26. IBIS ISSW deliverable ad ESA (via ISDC) IBIS/PICsIT Instrument Specific S/W: monitoraggio dello strumento (Operating System Monitoring) analisi scientifica (OSA) Verifica performances scientifiche del ISSW PICsIT (rapporti) Offline Scientific Analysis (OSA) rilasciata alla comunità astronomica internazionale tramite ISDC In OSA 3 (Dic ‘03), IBIS ISSW è composto da 20 moduli: CEA-Saclay (ISGRI): 10 moduli IASF-Bologna (PICsIT): 9 moduli ISDC (scripts di collegamento dei moduli ISGRI e PICsIT): 1 modulo IBIS Instrument Specific Software (ISSW)

  27. ISSW & Calibrazioni in volo Software Testing (in appoggio a ISDC) • Test generali di funzionamento OSA • Compatibilità OSA Solaris vs Linux • Test di funzionamento e compatibilità software HEASARC/NASA (Ftools, xronos, xspec) con OSA. Calibrazioni(alcuni punti in/con appoggio a IBIS Team) • Calibrazione in volo di IBIS/PICsIT • Preparazione mappe di background e non-uniformità del rivelatore • Calibrazioni assolute delle matrici di risposta IBIS/PICsIT • Cross-calibrazione di IBIS/PICsIT con IBIS/ISGRI e SPI (GRB021125) Distaccamento di 1 persona presso l’ISDC (Ginevra) per 7 mesi in supporto alle attività di PV phase e calibrazione in volo.

  28. Commissioning e PV Phase • GRB 021125:cross-calibrazione con altri strumenti

  29. Interazione con industria nazionale  crescita nostra e dell’industria(*) nello sviluppo e realizzazione di rivelatori per missioni spaziali scientifiche Interazione con gruppi europei e americani  crescita ad un livello di competitività internazionale (*)Laben prime contractor di IBIS, ALENIA prime contractor di INTEGRAL Ritorno I

  30. Ritorno II: Core Programme • Responsible Scientist IASF-Bo: • “Sorgenti EGRET non identificate” • “AGN” • “Crab Pulsar” • Partecipazione ad altri topics come Interested Scientists. • Partecipazione Open Time con PI e CoI.

  31. Pubblicazioni (solo 2003): 16 pubblicazioni su INTEGRAL e IBIS (satellite, strumento, calibrazione, software analisi dati,…) 8 pubblicazioni su risultati scientifici ottenuti con INTEGRAL 2 IAUC e 4 ATel su scoperte di nuove sorgenti e relativo follow-up Ritorno III: Pubblicazioni

  32. Il progetto AGILE Risoluzione problema scientifico  nuovo problema da risolvere? Scienza + Tecnologia  Progetto (missione) Risultati Scientifici • Astrofisica Gamma • Capacitá di imaging • e fast timing • 10 – 40 keV • 300 keV – 30 MeV • 30 MeV – 50 GeV Guaranteed Time Hardware+Software Calibrazioni a terra + AIV Calibrazioni in volo Lancio Attività prevalente di Analisi Dati Attività prevalente di Realizzazione

  33. Prioritá scientifica: imaging gamma tra 30 MeV e 50 GeV ampio campo di vista (1/4 del cielo) elevata risoluzione temporale (1 s) 1999-2003: Studio di Fase B e C fino alla CDR di payload Minicalorimetro + TE GSE + MGSE Segmento di terra Gennaio 2004: CDR di Sistema Cronologia

  34. Personale • Staff: Di Cocco, G. Resp. IASF-BO • Labanti, C. Resp. MiniCal. Trifoglio, M. Resp. GSE / MGSE / Ground Segment Gianotti, F. S/W Tecnici: Rossi, E. Elettr. Mauri, A. Elettr. Traci, A. Mecc. Dottorandi: Bulgarelli A., Celesti E., Marisaldi M. Laureandi: Celesti E. Contesto nazionale: IASF-MI, IASF-BO, IASF-Roma INFN (Trieste, Roma 1, Roma 2), CIFS

  35. 1999-2003: Realizzazione e supporto all’industria: ~100 k€/anno  500 k€ totali 2004-2005: A completamento: ~250 k€/anno  500 k€ totali ~ 1/3: personale (Bulgarelli, Celesti, Marisaldi) ~ 2/3: H/W (MGSE, strum. da lab., computer, componentistica), riunioni di programma, attività c/o industria, campagne di calibrazione, conferenze scientifiche Realizz. MiniCal. su contratto industriale ASI-RTI Finanziamenti (ASI)

  36. MiniCal + TE GSE e MGSE S/W di preprocessing per Ground Segment Sviluppo S/W calibrazione, simulazione Partecipazione attivitá di commissioning e PV phase Contributo IASF-BO

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