MATERIALI INNOVATIVI PER L’ASTROFISICA SPERIMENTALE

Enrico Alfieri, Eliana Barbato, Cristian Capalbo, Loris Cannataro, Giusy Danaro, Giorgia Mammone, Gianmarco Muratore, Valerio Nucera, Giulia

Pisciotti, Serena Travagli.

Cos’è un telescopio?

Telescopio spaziale Telescopio terrestre

Tipi di telescopi Rifrattori• A partire dal 1600• Janssen, Lippershey, Galileo,

Keplero• Elementi ottici: lenti• Tipo di lenti: biconcave e

biconvesse

Riflettori• A partire dal 1668 in poi• Newton• Elementi ottici: specchi• Tipo di specchi: concavi e

convessi

• Newtoniano• Primario• Cassegrain • Coudè

Tipi di fuoco Tipi di montature

• Equatoriale

• Altazimutale

Grandi telescopi

HUBBLE (1990) 1x2,4 m

KECK (1992)36x1,8 m (10 m)

VLT Very Large Telescope (2002) 4x8,2 m

E-ELT European Extremely Large Telescope (2018) 984x1,4 m (42 m)

Tipologie di strutture

• Struttura a guscio: È un supporto cilindrico, utilizzato per telescopi di piccole dimensioni.

• Struttura Serrurier: È un supporto tubolare, utilizzato per telescopi di grandi dimensioni.

Le travi• È una struttura che ha un rapporto tra la sua

dimensione principale e la massima dimensione della sua sezione maggiore di 10.

• Comportamento caratterizzato da proprietà del materiale, geometria e vincoli

• Può avere un comportamento assiale o trasversale.

Assiale Trasversale

Smorzamento

• La trave può essere soggetta a carichi statici e carichi dinamici.

• I carichi dinamici provocano delle oscillazioni della trave che vengono smorzate nel tempo secondo la seguente funzione:

A+B[sen(Kt+F)]e-Ct

C: coefficiente di smorzamento.

Misura dello smorzamento

• Montaggio della trave di alluminio sul piano di lavoro tramite vincoli.• Montaggio dell’accelerometro all’estremità della trave.• Sollecitazione dinamica della barra.• Analisi ed elaborazione dei dati forniti

dall’accelerometro tramite apposito programma.• Ripetizione delle operazioni con trave in fibra di

carbonio.

Confronto dei dati

Alluminio C= (0.335 ± 0.016) HzFibra di Carbonio C= (0.2365 ± 0.0071) Hz

Modulo di Young

Considerate due travi, a parità di carico, geometria e vincoli, quella con maggior modulo di Young tende a flettersi di meno .

Il modulo di Young è un indice dell’elasticità di un materiale.

E= modulo di Young

Misurazione delle aste (massa e lunghezza)

Fissaggio sul piano di lavoro

Determinazione dell’altezza dal suolo prima e dopo l’aggiunta del peso

Valutazione dei dati sperimentali e confronto delle proprietà dei materiali.

Grafico modulo Young/densità vs. costante di smorzamento

Grafico modulo Young/densità vs. costo materiali

Conclusioni

Esperienze in laboratorio per caratterizzare il comportamento statico e dinamico di diversi materiali

Criteri di selezione dei materiali

Utilizzo di questi materiali nel prossimo stage invernale per l’assemblaggio di un telescopio

Grazie per l’attenzione