EST:il futuro europeo delle

osservazioni solari da TerraF. Zuccarello

and the EST team

Il progetto EST

• EAST• EST • 7th FP - Fase di Design Study • Gli obiettivi scientifici• Il coinvolgimento italiano in EST• Conclusioni

Nel documento “A Science Vision for European Astronomy” è stato identificato il seguente obiettivo:

“Misurare i campi magnetici ed i campi di velocità nell’interno convettivo e nell’atmosfera solare, allo scopo di determinare i meccanismi alla base della generazione del campo magnetico, ed essere in grado di prevedere gli eventi transienti che possono direttamente o indirettamente influenzare la vita sulla Terra; rivelare e identificare i meccanismi con cui l’energia viene trasportata dalla superficie solare verso l’atmosfera solare ed i processi di accelerazione del vento solare. A questo scopo, si raccomanda la costruzione di un telescopio solare di grande apertura (3-5 m) per osservare i processi astrofisici alle loro scale intrinsiche, e pertanto osservare l’interazione dei campi magnetici con i moti del plasma nella atmosfera solare. ”

E’ stata creata una associazione: EAST (European Association for Solar Telescopes) con lo scopo, fra gli altri, di promuovere lo sviluppo di EST, per mantenere l’Europa alla frontiera della Fisica Solare nel mondo.

EAST  1.- Instituto de Astrofísica de Canarias, Spain,  2.- Kiepenheuer Institut für Sonnenphysics, Germany,  3.- Universiteit Utrecht, The Netherlands,  4.- THEMIS, S.L., Spain,  5.- Istituto Nazionale di Astrofisica, Italy,  6.- Kungliga Vetenskapsakademien, Sweden,  7.- University College London - MSSL, United Kingdom,  8.- Astronomical Institute. Academy of Sciences of the Czech Republic, v.v.i., Czech Republic,  9.- Astronomical Institute of the Slovak Academy of Sciences, Slovakia,10.- Hvar Observatory, Croatia,11.- Konkoly Observatory, Hungary,12.- Institute of Theoretical Astrophysics, Norway,13.- ETH Zurich, Switzerland,14.- IGAM, University of Graz, Austria15.- Astronomical Institute of the Wroclaw University, Poland

0.05” x 0.05”

E’ stata presentata una richiesta di finanziamento alla Comunità Europea nell’ambito del

SEVENTH FRAMEWORK PROGRAMMECapacities Specific Programme

Research Infrastructures

Progetto EST telescopio per osservazioni della fotosfera e cromosfera

solare, caratterizzato da alta risoluzione spaziale e temporale, con capacità polarimetriche, che osservi a

diverse lunghezze d’onda, dal visibile al vicino infrarosso

Budget: 6.7 M€Finanziamento EC: 3.2 M€

Data di inizio del Progetto: 1 Feb 2008Kick-off Meeting: Madrid 21-22 Feb 2008

Design Study

Partner Research Institutions CountryInstituto de Astrofísica de Canarias SpainKiepenheuer-Institut für Sonnenphysik GermanyUniversiteit Utrecht The NetherlandsTHEMIS, S.L. SpainUniversita` degli Studi di Roma Tor Vergata ItalyIstituto Nazionale di Astrofisica ItalyMax-Planck-Institut für Sonnensystemforschung GermanyRoyal Swedish Academy of Sciences SwedenUniversité de Paul Sabatier (Toulouse III) FranceQueens University Belfast United KingdomUniversity College London – MSSL United KingdomAstronomical Institute , Academy of Sciences of the Czech

RepublicCzech Republic

Astronomical Institute of the Slovak Academy of Sciences SlovakiaObservatoire de Paris France

Elenco delle Istituzioni scientifiche coinvolte nella fase di DESIGN STUDY

Industrial Partners CountryHalfmann Teleskoptechnik GermanyRothe Erde GmbH GermanyA. Friedr. Flender AG The NetherlandsBouwstudio PelserHartman b.v. The NetherlandsHANKOM-Engineering The NetherlandsMachinefabriek P.M.Duyvis The NetherlandsPoly-Nederland Handelsmaatschappij B.V. The NetherlandsMT Mechatronics GmbH GermanyNTE, S.A. SpainIDOM Ingeniería y Consultoría S.A. SpainCentre Internacional de Mètodes Numèrics en

EnginyeriaSpain

S.R.S. Engineering Design S.r.l. ItalyANDOR TECHNOLOGY United KingdomInstitute of plasma physics AS CR, v.v.i. Czech RepublicGran Telescopio de Canarias, S.A. Spain

Elenco delle Industrie coinvolte nella fase di DESIGN STUDY

EST è un progetto pan-Europeo che coinvolge 29 partners di 9 diversi paesi (14 istituti scientifici e 15 industrie).

Il progetto EST ha attualmente lo scopo di sviluppare l’intero disegno concettuale di un telescopio Europeo solare con una apertura di 4 metri.

EST sarà ottimizzato per studi sull’accoppiamento magnetico fra la fotosfera e l’alta cromosfera (multiple wavelength imaging, spettroscopia e spettropolarimetria).

Strumenti operanti simultaneamente nel visibile e nel vicino-infrarosso

EST deve essere caratterizzato da alta risoluzione spaziale e temporale con strumenti che possono fornire informazioni spettrali bidimensionali.

Obiettivi del progetto

Definire i requisiti scientifici, in base ai quali ha inizio l’intero Studio Concettuale.

Fornire il disegno ottico del telescopio. Un primo draft sarà presentato a fine anno.

Disegnare un sistema di MCAO capace di fornire immagini al limite di diffrazione, in un campo di vista di almeno 30 arcsec, alle lunghezze d’onda del visibile.

Disegnare la struttura del telescopio in modo che gli effetti termici e quelli dovuti al vento siano minimizzati.

Fornire un progetto di dome che minimizzi la turbolenza e tragga profitto dei venti naturali favorevoli.

Disegnare un set di strumenti che meglio si accordi con le science requirements

Progettare un efficiente user-friendly sistema di acquisizione dei dati e di controllo del sistema

WP Work package title LeadParticipant

Person Months

01000 Project Coordination and management IAC 5402000 Science Requirements IAC 1903000 Systems Engineering IAC 6004000 Optical Design THEMIS 6605000 Optomechanics KIS 188

06000 MCAO Wavefront sensing and correction

KIS 62

07000 Instruments IAC 106.508000 Site characterisation IAC 5009000 Building and dome UU 7910000 Data acquisition and control INAF 8911000 Financial Feasibility and Socio-economic

impact IAC 3

TOTAL 776.5

5

STRUCTURE

Heat rejectorWP05300

UToV

ControlWP10000

INAF

BB ImagingWP07100

INAF

Data flowWP10100

INAFTelescope control

WP10200INAF

• Héctor Socas Navarro (Lead Scientist, IAC)

• Luis Bellot Rubio (IAA)

• Viggo Hansteen (ITA)

• Peter Heinzel (AIASCR)

• Andreas Lagg (MPG)

• Egidio Landi (INAF)

Science Core Team (SCT)

• Arturo López Ariste (THÉMIS)

• Mihalis Mathidoukas (QUB)

• Hardi Peter (KIS)

• Michal Sobotka (AIASCR)

• Alex Vögler (UU)

Il SCT lavora al SRD dallo scorso Dicembre(prima versione del documento inviata a metà Marzo)

Obiettivi Scientifici (SRD)1. Emersione e cancellazione del flusso magnetico (Bellot Rubio,

Sobotka, Vögler)

2. Accoppiamento magnetico fotosfera/cromosfera (Socas Navarro, Lagg)

3. Riscaldamento cromosferico (Peter, Mathidoukas, Hansteen, Heinzel)

4. Processi nel plasma magnetizzato (Sobotka, Lagg, Hansteen, Vögler)

5. La corona solare (López Ariste, Peter)

6. Fenomeni esplosivi sul Sole (Mathidoukas, Sobotka, Heinzel)

7. Fisica atomica (López Ariste, Landi)

8. Astrofisica non-solare (Mathidoukas, López Ariste + Keller + Pollaco)

1. Emersione e cancellazione del flusso magnetico

a) Manifestazioni superficiali di magneto-convezione

b) Evoluzione di strutture magnetiche su piccola-scala

c) Dinamo turbolenta

a) Topologia magnetica della fotosfera e della cromosfera

b) Conversione della energia meccanica in energia magnetica in fotosfera

c) Twist e torsione magnetica

2. Accoppiamento magnetico fra fotosfera e cromosfera

3. Riscaldamento cromosferico

a) Propagazione di onde dalla fotosfera alla cromosfera

b) Dissipazione di energia in cromosfera

c) Nanoflare cromosferici

d) Rilascio di energia magnetica a grande-scala in cromosfera

e) Determinazione di correnti elettriche

a) Dinamica di strutture magnetiche a grande-scala

b) Conversione di modi d’onda

c) Non-ideal MHD e campi elettrici

4. Processi nei plasmi magnetizzati

5. La corona solare

a) Flare solari

b) Complessità magnetica e predizione dei flare

c) La struttura fine dei white-light flares

6. I fenomeni esplosivi sul Sole

7. Fisica atomica

a) Polarizzazione atomica

b) Test sulle predizioni della teoria quantistica

a) Magnetismo stellare

b) Fisica planetaria

c) Dischi di accrescimento e sistemi protoplanetari

d) Rivelazione di pianeti extra-solari

8. Astrofisica non-solare

Design Study Time Line

CONSTRUCTION COST BREAKDOWN SUMMARY

1. Project Management 21075 k€ 1.1 Project personnel 4000 1.2 Project Contingency 17075 2. Fabrication 71380 k€ 2.1 Telescope Assembly 29140 2.2 Wavefront correction 9105 2.3 Instrumentation 14275 2.4 High-Level Controls 4550 2.5 Enclosure 6110 2.6 Support facilities 8200 3. Integration, test and verification 7000 k€ 4. Science support 2000 k€ 5. Operations Phase preparation 1000 k€ TOTAL 102455 k€

Conclusioni

• Il progetto EST nasce nell’ambito di un consorzio europeo (EAST) che vede attualmente coinvolti 15 paesi

• La fase di Design Study, finanziata dalla CE, è iniziata l’1 Febbraio 2008

• Il coinvolgimento italiano consiste nella partecipazione di 5 sedi INAF, 5 sedi Universitarie, 1 industria, per un totale di 28 staff member e con un finanziamento che prevede 7 contratti per new/staff

• INAF ha la responsabilità di un WP (10000)• Responsabilità di 4 WPs (5300, 7100, 10100, 10200)