Ekarus ad Asiago ha raggiunto la prima luce al telescopio Copernico, ottenendo nelle prime osservazioni un guadagno di risoluzione compreso tra 10 e 20 volte grazie alla correzione della turbolenza atmosferica. Il risultato apre la fase operativa di una nuova piattaforma progettata per sperimentare direttamente in cielo tecnologie di ottica adattiva destinate ai telescopi di nuova generazione.
Il progetto, sviluppato attraverso la collaborazione tra Istituto nazionale di astrofisica (Inaf), Office National d’Etudes et de Recherches Aérospatiales (Onera) e Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (Lam), punta infatti oltre il risultato osservativo. Ekarus nasce come piattaforma modulare sulla quale sperimentare direttamente in cielo sensori, specchi deformabili, sistemi di controllo e algoritmi di nuova generazione, affiancando alla ricerca una funzione di formazione specialistica.
Avviato nel luglio 2025, il progetto ha raggiunto la prima luce in poco più di un anno, con circa un mese di anticipo rispetto alla tabella di marcia. La piattaforma raccoglie inoltre l’eredità tecnologica di Papyrus, il sistema di ottica adattiva sviluppato da Lam e Onera e installato all’Observatoire Haute-Provence, oggi decommissionato. Da Papyrus provengono hardware e sistema di controllo in tempo reale utilizzati per la ricostruzione e la correzione del fronte d’onda.
«Il progetto nasce da un fortunato allineamento di eventi», ha spiegato a Media Inaf Cédric Taïssir Heritier-Salama, ricercatore di Onera e Lam e co-principal investigator di Ekarus. Da una parte c’era la necessità di preservare l’esperienza maturata con Papyrus; dall’altra, quella del network italiano per l’ottica adattiva Adoni di disporre di uno strumento utilizzabile sia per test di ricerca e sviluppo on-sky sia per la formazione di nuovi specialisti.
Ekarus ad Asiago, dal laboratorio al cielo per validare nuove tecnologie
La caratteristica distintiva di Ekarus è proprio la possibilità di trasferire la sperimentazione dal laboratorio a un ambiente osservativo reale. La piattaforma non è stata progettata per competere in capacità scientifica con i grandi telescopi terrestri da otto metri e oltre, ma per mettere alla prova tecnologie che potranno contribuire all’evoluzione della strumentazione astronomica, compresa quella destinata a infrastrutture della generazione dell’Extremely Large Telescope (Elt).
Il campo di sperimentazione comprende l’ottica adattiva estrema, nella quale la capacità di correzione viene concentrata su un singolo oggetto al centro dell’immagine per avvicinare la risoluzione al limite fisico imposto dalla diffrazione. Un risultato che richiede un’elevata densità di attuatori, grande stabilità meccanica e ottica e sistemi elettronici capaci di effettuare correzioni con frequenze dell’ordine di 1-2 kHz e latenze inferiori al millisecondo.
Ekarus utilizza un sensore di fronte d’onda a piramide, che divide in quattro parti il fascio luminoso proveniente dalla stella per misurare le distorsioni introdotte dalla turbolenza atmosferica. I dati vengono elaborati dal sistema di controllo in tempo reale, che determina la deformazione necessaria a compensarle.
L’intervento fisico viene quindi effettuato da uno specchio deformabile dotato di circa 450 attuatori. I piccoli pistoni modificano la superficie dello specchio fino a mille volte al secondo, producendo una deformazione opposta a quella generata dall’atmosfera.
«Guardare lo spazio attraverso l’atmosfera terrestre è un po’ come cercare di distinguere una moneta sul fondo di una piscina agitata», ha spiegato a Media Inaf Alessandro Ballone, ricercatore dell’Inaf di Padova e responsabile del gruppo impegnato sul controllo software. L’ottica adattiva misura continuamente questa distorsione e interviene in tempo reale per compensarla.
La scelta del Copernico, con uno specchio primario da 1,82 metri, è legata anche alla possibilità di trasformare l’installazione in una piattaforma evolutiva. Il telescopio dispone infatti di un banco ottico nella stazione focale Coudé in grado di accogliere sia l’attuale configurazione sia successivi aggiornamenti.
La sede di Asiago offre inoltre un secondo elemento funzionale agli obiettivi del programma: la disponibilità di infrastrutture per ospitare studenti e attività didattiche. Ricerca sperimentale e formazione possono quindi utilizzare lo stesso sistema, riducendo la distanza tra sviluppo tecnologico e preparazione degli specialisti chiamati a lavorare sulle future strumentazioni adattive.
La prima luce apre la fase di sviluppo di Ekarus
Le osservazioni del 31 agosto e del 1° settembre hanno fornito la prima verifica operativa dell’architettura. Dopo la calibrazione diurna attraverso una sorgente artificiale in fibra ottica, il sistema è stato utilizzato su stelle luminose e alte sull’orizzonte, tra cui Beta Cassiopeiae. Una volta chiuso il loop di correzione, lo specchio deformabile ha iniziato a compensare in tempo reale la turbolenza atmosferica.
Secondo i risultati comunicati dal gruppo, l’attivazione dell’ottica adattiva ha consentito di concentrare l’immagine stellare verso il limite di diffrazione del Copernico, pari a 0,085 arcosecondi nel visibile, ottenendo un guadagno in risoluzione compreso tra 10 e 20 volte.
«Quando si attiva il sistema di ottica adattiva, nella camera scientifica si assiste a una vera trasformazione», ha spiegato a Media Inaf Davide Greggio, ricercatore dell’Inaf di Padova e co-principal investigator del progetto. La macchia prodotta dal seeing atmosferico si concentra in un punto molto più definito, ha osservato Greggio, indicando che i risultati ottenuti nella prima sessione hanno superato le aspettative del gruppo.
La prima luce rappresenta tuttavia soprattutto il passaggio dalla costruzione della piattaforma alla sua progressiva evoluzione tecnologica. A fine settembre sono previste ulteriori sessioni osservative per raccogliere dati, affinare il modello di puntamento del telescopio e rendere più rapido l’ingaggio delle stelle. Nella stessa fase dovrebbero essere sperimentati nuovi algoritmi di controllo basati su reti neurali per la ricostruzione della turbolenza.
La roadmap comprende poi l’installazione di un’unità di calibrazione e l’attivazione del canale infrarosso, separando la luce visibile destinata al sensore di fronte d’onda da quella infrarossa indirizzata alla camera scientifica. Nel medio periodo è prevista anche l’introduzione del Bi-O edge, un sensore alternativo alla configurazione a piramide destinato a migliorare ulteriormente le prestazioni nell’ottica adattiva estrema.
A sostenere questa fase contribuirà un finanziamento di circa 125 mila euro dell’Inaf, destinato specificamente all’esperimento. La piattaforma entrerà inoltre nella formazione sul campo: dal 25 al 30 ottobre 2026, durante la scuola Observing with Adaptive Optics, gli studenti potranno utilizzare Ekarus direttamente nelle attività osservative.
È in questa combinazione tra sperimentazione on-sky, architettura aggiornabile e formazione che si concentra il valore tecnologico del progetto. Ekarus offre un ambiente nel quale componenti e soluzioni di controllo possono essere sottoposti alle condizioni che un laboratorio non può riprodurre integralmente, a partire dalla variabilità della turbolenza atmosferica.
Il Copernico assume così anche una funzione di banco sperimentale per l’evoluzione dell’ottica adattiva. Più che la scala dell’infrastruttura, sarà la possibilità di modificarne progressivamente sensori, algoritmi e componenti a determinare il ruolo di Ekarus: testare in cielo tecnologie prima che queste debbano confrontarsi con la complessità dei telescopi terrestri di nuova generazione.
Fonte dati: Media INAF
Michelangelo Moles laureato magistrale in Corporate Communication e Media è specializzato nei temi della space economy e della blue economy, con particolare attenzione agli aspetti legati all’innovazione, alla comunicazione strategica e alla divulgazione dei nuovi modelli economici connessi al mare e allo spazio.
Nel corso degli anni ha acquisito una forte capacità di strutturare informazioni, notizie e approfondimenti sui principali comparti dell’economia dello spazio e dell’economia del mare: satelliti, telecomunicazioni, osservazione della Terra, space tech, portualità, logistica, innovazione marittima, sostenibilità, tecnologie dual use e interconnessioni tra settore aerospaziale e blue economy.
