TERNI – Si è concluso oggi, 31 agosto, nei laboratori di Terni dell’Università degli Studi di Perugia, l’ultimo passaggio del lungo processo di qualifica spaziale di Layer 0, il nuovo strumento destinato a raggiungere nell’aprile 2027 la Stazione Spaziale Internazionale. Un progetto di rilevanza internazionale che porta ancora una volta Terni al centro della ricerca spaziale e che contribuirà al potenziamento dell’esperimento AMS-02, operativo all’esterno della ISS dal maggio 2011. Layer 0, o semplicemente L0, è un imponente rivelatore dal peso di circa 500 chilogrammi e con un diametro di quasi tre metri. Sarà installato sulla sommità di AMS-02 per aumentarne la sensibilità nello studio delle particelle cosmiche di antimateria, fondamentali per raccogliere nuovi indizi sulla natura della materia oscura e sulla possibile presenza di antimateria primordiale. Il cuore dello strumento è costituito da circa 800 sottili piastrine di silicio, distribuite sulle due facce di una struttura ottagonale in fibra di carbonio. La superficie complessiva dei rivelatori raggiunge circa sette metri quadrati. Il loro compito sarà quello di rilevare il passaggio delle particelle cosmiche, identificarne la carica elettrica e misurarne il punto di attraversamento con una precisione di pochi micrometri.
Un progetto complesso, realizzato in poco più di due anni grazie al lavoro congiunto di ricercatori e ingegneri dell’Università degli Studi di Perugia e dell’INFN, in collaborazione con il MIT negli Stati Uniti, l’IHEP in Cina e il CERN. Il tutto sotto la supervisione e il controllo della NASA. Prima di poter essere lanciato nello spazio, Layer 0 ha dovuto superare una lunga serie di test per dimostrare di poter resistere alle condizioni estreme della missione: dal vuoto spaziale alle vibrazioni del lancio, fino agli sbalzi termici provocati dall’esposizione diretta ai raggi solari e alla verifica della compatibilità elettromagnetica con i sistemi della Stazione Spaziale Internazionale. Proprio Terni ha avuto un ruolo decisivo in questo percorso. Tra il 2024 e il 2025, nei laboratori del Polo universitario ternano e dell’INFN, sono stati assemblati e sottoposti a test gli otto moduli che compongono Layer 0. La prima fase si era conclusa nel febbraio 2025 con la vibrazione meccanica del modello di qualifica dell’intero rivelatore presso il laboratorio SERMS.
Nel corso dell’ultimo anno, invece, gli otto moduli di volo sono stati assemblati nella struttura definitiva al CERN. Layer 0 è stato poi sottoposto a ulteriori test meccanici e termici in diverse sedi italiane e calibrato attraverso i fasci di particelle prodotti dagli acceleratori del CERN. Lo strumento completo era tornato a Terni lo scorso 20 agosto. Dal 24 al 28 agosto è stato sottoposto all’ultimo e decisivo test di qualifica, quello relativo alla compatibilità elettromagnetica, eseguito nel laboratorio CEM del Dipartimento di Ingegneria dell’Università degli Studi di Perugia, presso la sede di Terni. Superata brillantemente anche questa prova, per Layer 0 si apre ora l’ultima fase prima del viaggio verso lo spazio. Il rivelatore tornerà infatti al CERN per gli ultimi interventi e nel gennaio 2027 sarà trasferito al Kennedy Space Center della NASA. Qui verrà integrato nella capsula Dragon di SpaceX per il lancio previsto nell’aprile del prossimo anno.
«La realizzazione e i test di L0 dimostrano l’importanza delle infrastrutture di laboratorio sviluppate a Terni grazie a progetti di eccellenza, alla stretta collaborazione con l’INFN, al supporto di ASI e al continuo contatto con realtà industriali locali e nazionali», ha sottolineato la professoressa Bruna Bertucci, ordinario di Fisica sperimentale, responsabile per l’Università del laboratorio SERMS di qualifica spaziale e vice-responsabile della collaborazione internazionale AMS-02. Per Giovanni Ambrosi, dirigente di ricerca dell’INFN e responsabile internazionale del progetto Layer 0, «il successo di questo ultimo test corona l’impresa di realizzare in pochi anni uno strumento complesso come L0 e conferma ancora una volta le capacità del team congiunto di INFN e UniPg che, grazie al respiro internazionale della sua attività, è riuscito a sviluppare quattro esperimenti di grandi dimensioni operanti nello spazio negli ultimi trenta anni».
Terni e Perugia, trent’anni di ricerca nello spazio
Il completamento della qualifica di Layer 0 rappresenta l’ultimo capitolo di una storia lunga trent’anni. Il gruppo UniPg/INFN di Perugia ha infatti avuto importanti responsabilità nella progettazione, costruzione e integrazione di alcuni tra i più importanti esperimenti spaziali degli ultimi decenni. Dal prototipo AMS-01, che volò per dieci giorni nel giugno 1998 a bordo dello Space Shuttle Discovery, fino ad AMS-02, passando per l’esperimento Fermi, in orbita dal 2008, e DAMPE, operativo dal 2015. Negli anni il cosiddetto “Team Spazio” di Perugia e Terni ha coinvolto circa trenta tra ricercatrici, ricercatori e tecnici del Dipartimento di Fisica e Geologia e dell’INFN, contribuendo anche allo sviluppo delle infrastrutture del Polo di Terni. Tra i contributi più importanti c’è quello al tracciatore a microstrip di silicio di AMS-02, il cuore dell’esperimento che permette di distinguere la materia dall’antimateria. Un sistema che vide anche l’intervento dell’astronauta italiano Luca Parmitano, impegnato tra il 2019 e il 2020 in una complessa operazione sulla Stazione Spaziale Internazionale per migliorarne il sistema di raffreddamento. Dai laboratori di Terni sono inoltre passate le prove di qualifica spaziale di numerosi componenti dell’esperimento AMS, mentre ricercatori, ingegneri e tecnici del gruppo hanno partecipato alle fasi di integrazione sia al CERN di Ginevra sia al Kennedy Space Center della NASA.
AMS-02 e la caccia ai misteri dell’Universo
L’esperimento AMS-02 coinvolge ricercatori di oltre 50 istituti in Europa, Stati Uniti e Asia ed è stato sviluppato per studiare i raggi cosmici e, in particolare, i segnali più deboli della materia e dell’antimateria. Dal 2011 ad oggi ha raccolto circa 270 miliardi di particelle, costruendo il più completo campione di raggi cosmici mai registrato. Le sue osservazioni hanno permesso di studiare con grande precisione nuclei atomici, elettroni, antiprotoni e antielettroni, raccogliendo dati fondamentali per comprendere alcuni dei grandi interrogativi ancora aperti sulla natura dell’Universo. L’arrivo di Layer 0 sulla ISS dovrebbe consentire nei prossimi anni di aumentare ulteriormente la precisione delle misurazioni e raccogliere nuovi elementi sulla materia oscura, sull’antimateria e sull’origine dei raggi cosmici. Un percorso scientifico che parte anche da Terni e che, ancora una volta, collegherà i laboratori del Polo universitario ternano direttamente allo spazio.
