Ekarus, il primo strumento di ottica adattiva italiano in azione a Asiago
Ekarus, il primo strumento di ottica adattiva italiano, ha visto la sua prima luce a Asiago. Un progetto finanziato da Inaf per testare nuove tecnologie.
Il telescopio Copernico dell’Inaf, a Asiago, ha visto l’attivazione del primo strumento italiano di ottica adattiva, Ekarus. Il progetto, finanziato con 125mila euro dall’Inaf, è stato completato in poco più di un anno, in anticipo rispetto alla tabella di marcia. Ekarus, dotato di 450 attuatori in grado di deformare lo specchio mille volte al secondo, ha già dimostrato un guadagno di risoluzione di 10-20 volte rispetto al telescopio Valentina Guglielmo. L’obiettivo del progetto è duplice: creare una base per l’insegnamento dell’ottica adattiva e promuovere la ricerca e lo sviluppo di strumentazioni adattive per la futura generazione di telescopi.
Un sistema interamente remotizzato
Il sistema di Ekarus è interamente remotizzato, permettendo di controllare il telescopio da un divano nella sala di controllo. La notte, dopo aver puntato una stella e centrato il campo, si chiude il loop di correzione: lo specchio inizia a deformarsi fino a mille volte al secondo. Questo processo, reso possibile da un numero densissimo di attuatori, permette di correggere le micro-turbolenze atmosferiche e migliorare la nitidezza delle immagini. Il sistema è stato sviluppato grazie alla collaborazione tra l’Inaf, l’Onera e il Lam, e ha ereditato le competenze maturate nella costruzione di Papyrus, un altro sistema di ottica adattiva montato all’Observatoire Haute-Provence.
La tecnologia di Ekarus permette di correggere le distorsioni atmosferiche in tempo reale, migliorando la qualità delle immagini. Il sistema utilizza un sensore di fronte d’onda, che misura centinaia o migliaia di volte al secondo il modo in cui la turbolenza atmosferica distorce la luce in arrivo. Nel caso di Ekarus, è stato scelto il sensore “a piramide”, che sfrutta una piccola piramide di vetro posta sul piano focale e divide il fascio di luce proveniente dalla stella in quattro parti, utilizzate per determinare le distorsioni causate dalla turbolenza atmosferica.
Un passo avanti verso l’ottica adattiva estrema
Ekarus non è progettato per competere con i telescopi terrestri giganti da 8 metri e più, ma per offrire una piattaforma modulare ed economica per testare nuove tecnologie. L’obiettivo è di sviluppare strumenti adatti ai futuri telescopi, come l’Extremely Large Telescope. Per farlo, sono richieste un’elettronica di controllo ultra-veloce, con frequenze di correzione di 1-2 kHz e latenze inferiori al millisecondo, e un’altissima stabilità meccanica e ottica. Il sistema permette di validare in cielo tecniche di ottica adattiva cosiddetta “estrema”, che concentrano tutta la capacità correttiva su un singolo oggetto al centro dell’immagine, spingendo la nitidezza al limite fisico teorico.
La scelta di stelle brillanti e alte sopra l’orizzonte riduce lo spessore dell’atmosfera attraversato dalla luce. La preparazione alle osservazioni in cielo comincia di giorno, con la calibrazione: usando una sorgente artificiale in fibra ottica, si muovono uno a uno i pistoncini dello specchio deformabile per “insegnare” al sistema come reagire. La scelta di stelle brillanti e alte sopra l’orizzonte riduce lo spessore dell’atmosfera attraversato dalla luce, riduce il rumore del sensore e minimizza la dispersione cromatica dell’aria. Il confronto tra l’immagine della stella prima e dopo la correzione di ottica adattiva mostra un guadagno in risoluzione di 10-20 volte, risultati che superano le aspettative e aprono ottime prospettive per il futuro.
Il progetto ha visto la sua prima luce il 31 agosto, con la possibilità di osservare stelle come Beta Cassiopeiae. Il sistema permette di validare in cielo tecniche di ottica adattiva cosiddetta “estrema”, che concentrano tutta la capacità correttiva su un singolo oggetto al centro dell’immagine, spingendo la nitidezza al limite fisico teorico. Nel medio termine sono previsti altri upgrade, tra cui l’introduzione di un nuovo sensore d’onda, alternativo alla piramide, chiamato Bi-O edge, che consentirà di migliorare ulteriormente le prestazioni dell’ottica adattiva estrema di Ekarus. Infine, dal 26 al 30 ottobre 2026, durante la scuola Observing with Adaptive Optics, 30 studenti di dottorato avranno la possibilità di utilizzare Ekarus dal vivo durante sessioni di osservazione notturne.