Laboratorio STELLA
Il Laboratorio STELLA (Space Technologies and Exoplanetary Life Laboratories) con sede in via G.F. Ingrassia, 31, Palermo, offre una gamma di strumentazione per la ricerca, lo sviluppo e la caratterizzazione, destinata ad applicazioni spaziali, astrofisiche e astrochimiche.
La struttura STELLA consente anche indagini multitecnica spaziando dalla produzione alla metrologia, alla qualifica ambientale e alla caratterizzazione ottica in un’ampia gamma di condizioni operative. Tutti i laboratori svolgono principalmente attività di ricerca, ma possono offrire servizi in conto terzi. Ad oggi la responsabile del servizio laboratorio è la Dr. Luisa Sciortino.
Il Laboratorio STELLA è caratterizzato da una realtà multi e interdisciplinare ed è dedicato principalmente, ma non esclusivamente, a tre filoni principali:
- Missioni Spaziali
- Astrochimica e astrobiologia
- Trasferimento tecnologico
Ospita le seguenti facility e laboratori tematici:
- La facility XACT
- La Cryo Facility
- Le facility LIFE e LIFE+
- Il laboratorio MiNT (Micro e Nano Tecnologie)
- Lo SMaCLaB (Spectroscopy and Material Characterization Laboratory)
- Il MetaLab (Mechanical and Environmental Testing for Astrophysics Laboratory)
- La facility SCAN (Sistema di Calcolo per l’Astrofisica Numerica)
Facility XACT (X-ray Calibration and Testing) [responsabile Ugo Lo Cicero]: mette a disposizione un’infrastruttura avanzata per la calibrazione e la valutazione delle prestazioni della strumentazione a raggi X. È dotata di una linea di fascio ad alto vuoto oil-free lunga 35 m, che include un’ampia camera da vuoto di 2,5 m di diametro e 3 m di lunghezza per la caratterizzazione di ottiche a incidenza radente, rivelatori ed elementi trasmissivi. La camera da vuoto è provvista di un sistema di raffreddamento che consente di testare componenti e sottosistemi a temperature criogeniche. Più sorgenti di raggi X coprono l’intervallo di energia 0,1–15 keV, inclusa una sorgente ad alto flusso da 50 mA ad anodi multipli raffreddata ad acqua. Una linea di fascio ultravioletto complementare, operativa da 5 nm a 200 nm, è equipaggiata con sorgenti a gas Penning e a catodo cavo, consentendo calibrazioni e test su un ampio intervallo spettrale.
CryoFacility [responsabile Fabio D’Anca]: infrastruttura sperimentale dedicata alla caratterizzazione termo-meccanica e ottica di componenti e sistemi ottici di grandi dimensioni, inclusi specchi di classe 1 metro, in condizioni di alto vuoto e a temperature criogeniche. La facility è equipaggiata con un sistema criogenico a circuito chiuso di elio, con portata regolabile fino a 1200 SLPM, in grado di raggiungere temperature dell’elio dell’ordine di 36 K in condizioni di carico nullo. Il sistema consente di trasferire un’elevata potenza frigorifera ai componenti in prova attraverso interfacce termiche configurabili. La facility permette l’esecuzione di cicli controllati di raffreddamento, stabilizzazione termica e riscaldamento, con monitoraggio multipunto delle temperature e delle condizioni di vuoto. Sistemi dedicati di supporto meccanico e schermatura radiativa consentono di adattare il setup alle caratteristiche del componente in prova. Una metrologia interferometrica in situ, utilizzabile durante l’intero ciclo termico, permette di monitorare l’evoluzione della superficie ottica e di correlare le deformazioni termo-elastiche con il campo di temperatura misurato.
La facility LIFE (Light Irradiation Facility for Exochemistry) [responsabile Angela Ciaravella]: simula le condizioni che si ritrovano nello spazio interstellare e circumstellare, per lo studio della formazione di molecole organiche complesse. Il sistema simula mantelli ghiacciati (contenenti miscele di acqua, ammoniaca, metano, ecc.) a temperature da ~10 fino a 300 K, che si formano su particelle di polvere cosmica. I ghiacci interstellari vengono irradiati tramite sorgenti radiative ad alta energia (raggi X e VUV). LIFE è in grado di studiare le reazioni innescate dall’irraggiamento per osservare come composti semplici portino a molecole complesse come amminoacidi.
Il sistema LIFE+ (Light Irradiation Facility for Exochemistry in PLanetary Atmosphere Systems) [responsabile Antonio Jiménez Escobar]: permette di studiare il ruolo della chimica indotta da processi energetici nell’evoluzione delle atmosfere planetarie, facendo emergere potenziali percorsi di reazione in esopianeti. Il sistema simula sperimentalmente le atmosfere eso-planetarie e i processi energetici provenienti dalla stella centrale (radiazione X e UV). In più, si possono studiare i fenomeni endogeni come fulmini ed aurore. L’evoluzione dei componenti è analizzata tramite spettrometro di massa a quadrupolo (QMS), ad infrarosso ad alta rilevabilità (cella a riflessione multipla da 5 m) e UV.
Laboratorio MiNT (Micro and Nano Technologies) [responsabile Ugo Lo Cicero]: offre apparecchiature e competenze per la fabbricazione e caratterizzazione nel campo nano e micro, tra cui un evaporatore a fascio elettronico (e-beam), un sistema di deposizione chimica da fase vapore assistita da plasma (PECVD), un mask-aligner per processi micro-fotolitografici, una lucidatrice, uno spin-coater, un micro-profilometro ottico 3D e un microscopio digitale ad alta risoluzione. Gli strumenti sono ospitati in una camera bianca ISO 6 per operazioni a bassa contaminazione.
Laboratorio SMaCLab (Spectroscopy and Material Characterization Laboratory) [responsabile Luisa Sciortino]: comprende uno spettrofotometro UV/VIS/NIR a doppio raggio sia per misure di trasmissione che di riflessione tra 190 e 3300 nm (fino a 2500 in riflessione), un FT-IR nel MIR (anche in riflessione e ATR) e nel FIR, un Microscopio infrarosso operativo nel MIR in trasmissione e in riflessione con pixel fino a 6.25 µm di lato in non contatto e 1.25 µm in contatto e un microscopio a forza atomica (AFM) che può operare sia contact e in tapping mode per indagini morfologiche che in STM e Conductive- AFM. Presso il laboratorio SMaCLab, in sinergia con le competenze del personale afferente, è possibile condurre caratterizzazioni di materiali sia dal punto di vista spettroscopico che morfologico.
Laboratorio MetaLab (Mechanical and Environmental Testing for Astrophysics Laboratory) [responsabile Fabio D’Anca]: è dedicato ai test di vibrazione e alla caratterizzazione dinamica di componenti e sottosistemi per applicazioni astrofisiche e spaziali. Il laboratorio è dotato di uno shaker elettrodinamico da 8 kN con piano di scorrimento (slip table), di un sistema Polytec di vibrometria laser a scansione per l’analisi modale e di un proiettore acustico per prove di eccitazione acustica. Dispone inoltre di una macchina di misura a coordinate (CMM) utilizzata per la verifica dimensionale dei componenti meccanici.
La facility per il calcolo ad alte prestazioni SCAN (Sistema di Calcolo per l’Astrofisica Numerica) [responsabilità del SID]: svolge attività di ricerca nel settore della fluidodinamica computazionale in ambito astrofisico. Per maggiori informazioni consultare la pagina dedicata.
Sono inoltre disponibili un laboratorio di Elettronica, un laboratorio di Chimica e un’officina meccanica che dispone di macchine CNC e tradizionali. Questi svolgono principalmente attività a supporto della ricerca.
CONTATTI
Per informazioni su uno dei laboratori descritti, contattare il responsabile indicato.
Per un elenco del personale e i relativi recapiti consultare la pagina del Personale.