Immagine Impossibile

Un'immagine spettacolare, anche se essenzialmente impossibile, ha provocato uno stupore a livello mondiale il 10 aprile 2019: la prima "fotografia" di un buco nero. A 55 milioni di anni luce di distanza, al centro della galassia M87. L'attrazione gravitazionale incredibilmente forte significa che anche la luce non può sfuggire.  Ma, grazie all'Event Horizon Telescope - una combinazione di otto radiotelescopi - i ricercatori partecipanti hanno in un certo senso superato la fisica e per la prima volta hanno creato un'immagine dell'ombra di un buco nero. Quest'ombra è proiettata dalla radiazione della luce distorta mentre viene irrevocabilmente assorbita dal buco nero.

ALMA - l'Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array - ha dato un contributo importante alla creazione di questa prima immagine di un buco nero. Attualmente è il più grande progetto di astronomia del mondo e si trova sull'altopiano di Chajnantor nella parte cilena del deserto di Atacama ad un'altitudine di oltre 5.000 metri. Questo rivoluzionario telescopio astronomico è composto da 66 antenne giganti. Sono collegati in rete e possono essere disposti in modo flessibile fino a una distanza di 16 km. I singoli specchi dell'antenna hanno un diametro fino a 12 metri e pesano circa 100 tonnellate.

Inizialmente, le onde radio cosmiche raccolte dal grande specchio dell'antenna vengono focalizzate su un sotto-riflettore. I segnali raggiungono il rivelatore all'interno dell'antenna quando questo è stato allineato con precisione a solo frazioni di millimetro. Le condizioni ambientali estreme ad un'altitudine di oltre 5.000 metri, come forti venti, alte differenze di temperatura dal giorno alla notte, estrema secchezza, così come la gravità e la rotazione terrestre sono tutti fattori che influenzano le antenne. Pertanto, i sub-riflettori devono essere riallineati costantemente. Gli sviluppatori di ALMA si sono affidati a speciali sistemi di posizionamento di PI per questo scopo: Hexapods.

Qui PI utilizza le proprie conoscenze tecnologiche e l'esperienza di lunga data nella tecnologia di micro e nanopositioning.

Per mantenere il percorso ottico al suo livello ottimale, i sub-riflettori compensano gli impatti esterni sul sistema meccanico. Si possono verificare deviazioni, per esempio, durante il tracciamento dell'antenna che compensa la rotazione globale, con la flessione dei componenti del telescopio a causa della gravitazione, o per effetti termici o carico del vento.

I sistemi hexapod con sei gradi di libertà di movimento sono installati dietro i subreflettori e consentono un posizionamento 6-D con risoluzione nel range di submicrometri e arcsecondi. La struttura a cinematica parallela del sistema di posizionamento è notevolmente più compatta e più rigida dei sistemi multiasse impilati in serie e consente una frequenza di risonanza molto elevata. Poiché viene azionata una sola piattaforma, la massa spostata è significativamente più piccola. This results in improved dynamics with considerably faster response.

Per gli hexapods nelle antenne ALMA, PI ha sviluppato e prodotto giunti estremamente rigidi e robusti, adatti al funzionamento anche in condizioni ambientali estreme. Questi hexapods possono, quindi, regolare la posizione dei subreflettori in un range di corsa di diversi millimetri con una precisione nell'ordine del micrometro.