Nel 2011, grazie ad un progetto finanziato dal Ministero dell’Istruzione Università e Ricerca, i sistemi di controllo e movimentazione del telescopio XLT e successivamente del TNT sono stati completamente rinnovati, ottenendo un significativo miglioramento delle performance complessive, in particolare per il TNT, e permettendo di utilizzare in tutta sicurezza i due telescopi e la loro strumentazione scientifica da remoto.

Figura 1: una immagine del TNT durante una notte osservativa.

Il principale telescopio dell’Osservatorio è il Teramo Normale Telescope (TNT, fig.1) ha una apertura effettiva di 72 cm per lo specchio primario ed è in funzione presso l’Osservatorio di Teramo dal 1994. Il TNT ha catturato un considerevole numero di immagini e dati scientifici, pubblicati in numerose riviste scientifiche internazionali, riguardanti principalmente la fotometria stellare (variabili e supernovae). Il tempo del telescopio è dedicato per il 75% alla ricerca scientifica, il 20% alla didattica nelle scuole secondarie e nelle università, e per un 5% alla divulgazione.

Al TNT si aggiunge il telescopio XLT da 40 cm (fig.2), completamente dedicato alla didattica e alla divulgazione, completo di un sistema professionale di acquisizione dati. Su di esso è montato il telescopio solare Lunt LS60T/PT, anch’esso dotato di una camera di acquisizione ad alta risoluzione.

Figura 2: il telescopio XLT da 40 cm. Sul tubo ottico principale, in alto a destra, è visibile il telescopio solare LUNT.

Nel 2011, grazie ad un progetto finanziato dal Ministero dell’Istruzione Università e Ricerca, (bando L.6/2000 del 2010, Responsabile Scientifico Dr. Gianluca Di Rico) i sistemi di controllo e movimentazione del telescopio XLT e successivamente del TNT sono stati completamente rinnovati. Questo ha permesso un significativo miglioramento delle performance complessive, in particolare per il TNT (Tabella 1) e di poter utilizzare in tutta sicurezza i due telescopi e la loro strumentazione scientifica da remoto, senza l’ausilio di personale presso l’osservatorio.

Apertura effettiva 72 cm
Configurazione Ottica Ritchey-Chrétien
Lunghezza Focale 8.4
CCD Apogee Alta U47 1024x1024
Pixel FOV 0.27 /px
CCD Field 4 x 4 arcmin2
Puntamento (accuratezza) < 60 arcsec
Accuratezza del tracking senza guida < 2 arcsec  (in 5 minuti)
Accuratezza del tracking con guida < 2 arcsec
Massima velocità di puntamento 2.5°/sec
Tempo Off-OnTarget

(utente disconnesso e sistema in stand-by)

~ 3 minuti

Tabella 1 :  Dati tecnici e caratteristiche del TNT dotato del nuovo sistema di controllo.

Vantaggi di un sistema remoto

I recenti sviluppi nel campo dell’automazione e del controllo di sistemi, permettono oggi di disporre di tecnologie molto più affidabili, versatili e basate su standard ampiamente diffusi. Partendo da questa consapevolezza, è stato progettato e sviluppato un nuovo sistema di controllo remoto per i due telescopi, in grado di poter garantire efficienza, semplicità e sicurezza allo stesso tempo. Tra i numerosi vantaggi derivanti dal disporre di strumenti remoti si possono considerare prima di tutto la disponibilità senza vincoli geografici degli strumenti (basta essere connettersi a internet), la maggiore fruibilità per i ricercatori esterni, nell’ambito delle collaborazioni scientifiche con l’INAF Teramo, sia per gruppi di studenti di scuole e università che desiderino partecipare a laboratori e progetti didattici.

Grazie alla "remotizzazione", tutte le operazioni necessarie alle osservazioni del cielo possono essere facilmente condotte dagli osservatori remoti (puntamento del telescopio, autoguida, esposizione della CCD, visualizzazione delle immagini, monitoraggio meteo, videosorveglianza, etc.) come se fossero realmente presenti nella sala comandi del telescopio.

Aspetti fondamentali

Sebbene siano evidenti i vantaggi di tali strumenti, è necessario sottolineare che i requisiti di efficienza ed affidabilità del sistema, di cui tener conto in fase di progettazione, sono però molto più stringenti, proprio perché devono garantire la massima sicurezza in ogni circostanza, e soprattutto in assenza di operatori locali. Robustezza dei componenti hardware, del software e dei sistemi di comunicazione sono infatti aspetti essenziali, mentre le procedure di messa in sicurezza in caso di eventi sfavorevole devono tener conto di ogni possibile scenario per poter evitare possibili danni alla strumentazione.

Anche la sorveglianza attraverso telecamere a visione notturna è un requisito fondamentale per un sistema controllato da remoto, non solo a maggiore garanzia della sicurezza della strumentazione, ma anche (in particolare in ambito didattico-divulgativo) per permettere agli osservatori di acquisire più facilmente familiarità con lo strumento, aumentando il coinvolgimento personale e la qualità dell’esperienza.

Figura 3: architettura del sistema di controllo del telescopio TNT

Architettura del sistema

Considerando il sistema più complesso, quello del telescopio TNT, la nuova architettura è costituita da sei principali sottosistemi, ognuno dedicato allo svolgimento di funzioni specifiche (fig. 3). Il gruppo di colore arancione rappresenta le modalità di accesso al sistema e le interconnessioni. Il gruppo in rosso individua i dispositivi sotto il diretto controllo dell’osservatore remoto (telescopio, CCD, filtri, cupola, etc). La gestione dei movimenti e della sensoristica si avvale di una scheda a microprocessore programmabile (fig. 4). Essa interfaccia direttamente i dispositivi di movimentazione del telescopio (blu) e della cupola (verde). Il monitoraggio ambientale si avvale di un sistema di videosorveglianza del telescopio e della copertura nuvolosa (viola) e di raccolta di telemetrie di sistema e dati metereologici (azzurro).

Figura 4: una rappresentazione schematica del controller principale realizzato da MFC Elettronica per i due telescopi. Questa scheda stand-alone interfaccia tutti i principali dispositivi che concorrono alla esecuzione delle osservazioni.

Sicurezza

La sicurezza del sistema è garantita, oltre dal sistema di videosorveglianza (fig.5), da numerosi controlli, diversi e ridondanti, che agiscono a vari livelli: meccanico, elettronico e software. Questi assicurano che i telescopi non possano mai raggiungere posizioni critiche, che potrebbero causare gravi danni, ma anche che l’osservatore sia immediatamente avvertito in caso di mancanza di alimentazione o al sopraggiungere di avverse condizioni meteo.

Figura 5: una tipica schermata ottenuta dal sistema di sorveglianza del TNT durante le osservazioni da remoto. Le immagini in alto sono ottenute dalle telecamere poste a OVEST ed EST, ognuna delle quali grazie all’ampio angolo di vista (120°) permette di vedere oltre metà della superficie della cupola. L’immagine in basso a sinistra mostra le condizioni di copertura del cielo. Grazie all’alta sensibilità della telecamera notturna, vengono mostrati anche veli come quelli ben visibili nell’immagine, ma che in realtà non potrebbero essere rilevati ad occhio nudo. In basso a destra, una immagine della Nebulosa di Orione, catturata grazie alla camera posta su un telescopio ausiliario a bordo del TNT (“cercatore”), con un campo di vista di circa 13 x 13 arcominuti.