La comunità scientifica internazionale si è unita all’interno di un consorzio mondiale per la costruzione di un radio telescopio di nuova generazione che si chiamerà SKA (Square Kilometer Array) che, come dice il nome, avrà una superficie di raccolta del segnale di 1 km² (equivalente a 200 campi da calcio). Sarà il più grande radiotelescopio del mondo, il gigante tecnologico più imponente che l’uomo abbia mai costruito. Permetterà di ricevere onde radio provenienti da sorgenti cosmiche estremamente deboli e lontane. Potrà captare segnali 100 volte più deboli di quelli che finora è possibile registrare con i migliori radiotelescopi. SKA permetterà l’osservazione di lontanissime regioni mai esplorate dell’Universo, consentirà di definire con precisione il campo di applicazione di teorie moderne della Gravità e della Teoria della Relatività Generale di Einstein. Prospetterà per la prima volta la possibilità concreta di individuare nell’Universo tracce di vita intelligente e qualsiasi altro evento transiente che si manifestasse in cielo.

Questo radiotelescopio coprirà una finestra di osservazione radio che andrà da 100 MHz fino a 30 GHz e non sarà formato da una singola antenna, ma da tante antenne di dimensioni ridotte collegate tra loro e disposte in array a spirale su un raggio fino a 3000 Km.

 Disposizione antenne in SKA

Il nucleo della spirale sarà formato da dischi parabolici di 6 metri di diametro necessari per “catturare” i segnali a più alta frequenza, mentre i segnali radio a frequenze più basse verranno ricevuti da antenne piatte. Le parabole possono essere puntate meccanicamente ed esplorare così ogni parte del cielo, mentre le antenne piatte sono meccanicamente fisse, ma ugualmente riescono a ricevere segnali da tutta la volta celeste essendo dotate di diversi “occhi” elettronici.

Le sottostazioni che si trovano sui rami della spirale verranno equipaggiate solamente con dischi parabolici da 6 metri. 

 Immagine del nucleo, composto da antenne piatte (in centro) e da parabole (corona esterna).

Per arrivare al progetto definitivo di SKA, istituti di ricerca di tutto il mondo stanno sviluppando nuove tecnologie ed algoritmi che saranno sperimentati su antenne di dimensioni ridotte, i cosiddetti “banchi di prova”. L’Italia, all’interno del progetto SKADS (SKA Design Study) finanziato con il VI programma quadro della EU, sta utilizzando parte dei cilindri parabolici della grande Croce del Nord per testare l’efficienza e la bontà della nuova elettronica e dei software sviluppati dagli ingegneri italiani. L’antenna costituirà così il più grande dimostratore SKA del mondo, offrendo, in aggiunta, la possibilità di fare scienza ad un notevole livello sfruttando l’elevatissima sensibilità dell’antenna stessa. Il processo di re-ingegnerizzazione della Croce del Nord si avvale anche della collaborazione delle Università italiane e delle industrie del settore.

Il dimostratore italiano è stato chiamato BEST (Basic Element for Ska Training) e con esso si svilupperanno le seguenti tematiche (studio, realizzazione e test):

  - Amplificatori a basso rumore e basso costo.

  - Link digitali ed analogici in fibra ottica per il trasporto dati.

  - Phase Shifter e Vector Modulator.

  - Ricevitori digitali.

  - Back End digitale per acquisizione ed elaborazione dei dati.

  - Tecniche di decimazione dati.

  - Banco di filtri polifase.

  - Correlatori FX e XF implementati su FPGA.

  - Tecniche di calibrazione.

  - Multi-beaming (costruzione elettronica di più beams all’interno dello stesso Field Of View di una singola antenna).

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