Stato dell’esperimento NEMO e richieste di finanziamento 2008 E. Migneco

1. Stato dell’esperimento NEMO e richieste di finanziamento 2008E. Migneco Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Laboratori Nazionali del Sud

2. Stato di NEMO Fase-1 • Stato di NEMO Fase-2 • KM3NeT • Design Study • Preparatory Phase • Richieste finanziarie 2008

3. NEMO Fase-1

4. Layout of the NEMO Phase-1 apparatus 300 m Junction Box TSS Frame 15 m

5. Preliminary data Reconstruction of downgoing atmospheric muon tracks January 24 2007 - Run R17 file 1 Event # 366059 13 PMT hit

6. Problemi su Fase-1

7. Minitorre Tutti i componenti funzionanti Dopo due settimane di regolare funzionamento la torre ha iniziato ad abbassarsi lentamente fino a posarsi con i due piani più bassi a fondo La configurazione determinata con il posizionamento acustico e la strumentazione oceanografica è stata confermata da un’ispezione con ROV Un test su un campione del materiale della boa (proveniente dalla stessa serie) ha indicato un processo di deterioramento dovuto a difetti di fabbricazione (riconosciuti dalla ditta) con conseguente perdita di galleggiabilità È stato studiato un intervento per aggiungere delle boe in cima e recuperare la spinta originaria

8. Junction Box • Durante le operazioni di deployment la JB ha subito una caduta accidentale sul ponte della nave. Testata a bordo e risultata funzionante, a meno di una scheda del sistema di ridondanza, si è deciso di procedere all’installazione • Problematiche sul sistema elettrico • A inizio maggio si è verificata un’anomalia nel funzionamento del sistema di alimentazione che ha causato un corto circuito su una della fasi del sistema di alimentazione • Problematiche sul sistema ottico • Alcune settimane dopo il deployment è stata riscontrata un incremento nell’attenuazione ottica localizzata all’interno della JB • L’attenuazione è aumentata a marzo provocando la perdita di comunicazione con il quarto piano

9. Stato della Junction Box Si è ritenuto importante procedere alla diagnosi dei malfunzionamenti anche in vista della realizzazione della torre di Fase-2 Il 16 maggio si è proceduto alla sconnessione ed al recupero della JB con la nave Teliri

10. Lo stato generale della JB è buono e non mostra segni della caduta Lo stato della struttura in alluminio marino è eccellente (nessuna traccia di corrosione)

11. Sistema elettrico • Scheda alimentatore ausiliario in corto • Dall’analisi risulta che il corto circuito è sicuramente attribuibile ad un movimento della scheda a seguito della caduta • Nessun altro problema è stato riscontrato sulle schede e sulle connessioni • È in corso la riparazione e la revisione delle schede e del cablaggio per aumentarne l’affidabilità anche in caso di eventi simili a quello accaduto

12. Sistema ottico • Dopo il recupero il sistema ottico è tornato allo stato di prima del deployment • Il problema è verosimilmente dovuto ad un effetto a lungo termine causato dalla pressione • Il problema è localizzato all’interno della Splitting Box realizzata da Ocean Design, verosimilmente all’interno dei penetratori • La Splitting Box è stata inviata ad ODI per dei test approfonditi in camera iperbarica presso la loro sede. Test previsti in settembre • Soluzioni • Sostituzione con uno spare a disposizione • Realizzazione di una nuova splitting box • Installazione di connettori invece del penetratore di ingresso nel vessel in pressione

14. Programma a breve termine di Fase-1 • Riparazione e deployment della Junction Box • Intervento con ROV sulla torre per il ripristino della galleggiabilità • Operazioni da effettuare entro la fine dell’anno • Ripresa del data taking

15. NEMO Fase-2

16. Lessons learned from Phase-1

17. Il sistema di integrazione e deployment compatto funziona bene • Ottima risposta dell’allumino marino • Soluzione accettata nell’ambito di KM3NeT • Elettronica in olio sotto pressione • Utilizzata per tutti i componenti del sistema di potenza • Nessun problema riscontrato nei componenti utilizzati • Soluzione a doppio contenimento per la realizzazione dei contenitori • Costi contenuti • Ottima affidabilità (nessun ingresso d’acqua riscontrato) • Facilità di integrazione e manutenzione

18. Importance of redundancies • All control channels in the JB duplicated • Need of thorough tests of each component (buoy) • Characteristics of the front-end electronics and data transmission system to be kept in Phase-2 design • Acquisition of the signal waveform • Remote firmware dynamic loading • Very low power dissipation (12 W / floor) • Synchronous link • “Symmetric” On/Off-shore electronics • Positive first experience in integrating a complex structure, but some choices need to be revised • Simplification of the backbone cable • Optimization of the floor modules

19. Tower backbone FCM BJ POD FCM FCM BJ 4 EL POD 8 SM 1 MM FCM 4 EL 8 SM 3 MM Phase-1 Phase-2 BJ Connectors mounted for tests will be replaced by fibre splicing at final integration Segmented backbone cable will allow for an easier integration and cost reduction

20. Floor cabling HP PFCM FCM - - OM OM HP OM OM OI Backbone To upper floor 350 atm oil OM-lato lungo OM-lato lungo OM-lato corto OM-lato corto PV PSM OI HP HP 1 atm Backbone from lower floor 3 Floor vessels(FCM - PFCM - breakout) Phase-1 Single vessel(Protective Oceanic Device) Phase-2 Simplified cabling layout Thanks to the volume reduction due to the new DC power system, only one vessel per floor Only point to point connections from a central POD to instruments (except hydrophones)

21. Revised calibration system Same principle: measure of time delays of LED flashes LEDs moved inside the OM to avoid transmission of light signals on optical fibres inside the floor One board in the FCM controls light flashes To upper floor TimCal TimCal TimCal TimCal TimCtrl To lower floor

22. Full tower with 16 floors Equipped with the same electronics of Phase-1, but two floors reserved for testing of new electronics (LIRA), directional OMs, … New DC power system to comply with the feeding system provided by Alcatel Optimization of the electronics and data transmission Increase of the A/D conversion accuracy Increase of the data bandtwidth Decrease of the power consumption Integrate a new acoustic station Reduction of the floor lenght to 12 m to fit the compacted tower to a standard 40 ft container Other modifications / upgrades of the full tower

23. Nemo 20m Nemo 15m Nemo 10m Nemo 7.5m Nemo 1 m A reduction of the floor lenght from 15 to 12 m does not have significant effects of the km3 performance Aeff (20m) /Aeff

24. 3D view of the area

25. Phase-2 project A deep sea station on the Capo Passero site • INFRASTRUCTURE UNDER CONSTRUCTION • Shore station in Portopalo di Capo Passero • 100 km electro optical cable • Underwater infrastructures • STATUS AND PLANS • Electro-optical cable (>50 kW, 20 fibres) laid • Power feeding system under construction, acceptance tests december 2007 • Installation of cable termination frame with DC/DC converter (Alcatel) originally planned for beginning 2008, but some problems may delay it to october 2008 • Renovation of the shore station building under way. Completion beginning 2008 • Tower deployment foreseen for end 2008

26. Bathymetry of the cable path and termination area

27. Deployment del cavo Elettro-Ottico Posa dello shore-end del cavo elettro-ottico a Portopalo

28. Deployment del cavo Elettro-Ottico Realizzazione dei giunti elettro-ottici

29. Deployment del cavo Elettro-Ottico

30. Deployment del cavo Elettro-Ottico Terminazione provvisoria del cavo elettro-ottico

31. Deployment del cavo Elettro-Ottico L’aratro usato per l’interramento del cavo

32. Deployment del cavo Elettro-Ottico

33. Shore Station di Portopalo Procedono i lavori di ristrutturazione dell’edificio che ospiterà la stazione di terra a Portopalo di Capo Passero (SR) I locali impianti e quelli destinati ad ospitare il sistema di alimentazione dell’apparato NEMO sono stati completati e consegnati

34. Sistema DC/DC

35. Sistema DC/DC

36. PEGASO

37. The PEGASO project In collaboration between INFN and INGV Main goals • deployment and recovery of heavy complex structures (GEOSTAR-like observatories, NEMO towers, multi purpose JBs, deep-sea scientific stations, etc.); • plug and unplug of ROV wet mateable connectors; • visual inspections and maintenance operations on existing infrastructures; • multi purpose scientific operations (e.g. survey of bioconstructions, samplings).

38. PEGASO PEGASO in lifter configuration PEGASO with DSS in supporting configuration for the ROV

40. A ROV for PEGASO SEAEYE - Cougar • Maximum operating • depth - 2000 metres • 80 kg (176 lb) payload • 100 kgf forward thrust (bollard pull) • 76 kgf vertical thrust • Four simultaneous video channels • Fibre optic video transmission, • optional fibre optic data transmission • Seaeye SM6 brushless DC thrusters with velocity feedback control Upgrade a 4000 m Consegna metà 2008

41. KM3NeTDesign StudyPreparatory Phase

42. KM3NeT Design Study • Finanziamento EU per l’INFN 1.381.000 • 1.153.000 costi diretti (utilizzabili dalla collaborazione) • 228.000 costi indiretti (incamerati dall’INFN) • Rendicontato il primo anno di attività (1/2/2006-31/1/2007) • L’INFN ha rendicontato € 105.418 del finanziamento EU • 9,1% del totale, ma molti contratti di personale sono partiti diversi mesi dopo l’inizio del contratto • Per il secondo periodo saranno portati a rendiconto circa € 500.000 • Termine del progetto 31/1/2009

43. KM3NeT Design Study • Il secondo meeting della collaborazione si è tenuto a Pylos in aprile • Meeting dei Work Packages organizzati nelle prossime settimane • A novembre ad Amsterdam si terrà un meeting per la preparazione del Conceptual Design Report • Summary of physics backgrounds and sensitivity studies • Summary of the technical challenges and DS activities • Presentation of the design options under study including • Estimate of costs and resotres needed • Identification of critical issues • Relation to Preparatory Phase

44. KM3NeT Preparatory Phase • Presentazione Progetto 2 maggio 2007 • Importo del Progetto:13.248.000 • Importo Richiesto alla CE: 6.806.000 • Durata del Progetto: 3 anni • Coordinatore del Progetto: INFN (E. Migneco) • Approvato per un finanziamento fino a 5.000.000 • A settembre è iniziata la fase di negoziazione

46. KM3NeT Preparatory Phase Partecipanti al progetto • Italia (INFN) • Francia (IN2P3, CEA) • Grecia (NESTOR, Demokritos, HOU) • Germania (U-Erlangen) • Olanda (FOM) • Spagna (CSIC, U-Valencia) • Inghilterra (U-Aberdeen, U-Leeds, U-Liverpool, U-Sheffield) • Romania • Irlanda • Cipro Forte richiamo alla sinergia con EMSO

47. KM3NeT Preparatory Phase Obiettivi del progetto

48. KM3NeT Preparatory Phase Struttura del progetto (1)

49. KM3NeT Preparatory Phase Struttura del progetto (2)

50. KM3NeT Preparatory Phase Man effort