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Teca 1 IT-EN
Federico Dei Rossi
Created on March 13, 2025
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Ottica per raggi X Concentratore SAX MECS Computer di bordo SAX Oscillatore Ultrastabile SAX
Antenne a tromba su Planck Guide d'onda su Planck Cryo-Harness su Planck Scheda elettronica d'acquisizione su Planck
L'antenna a tromba del satellite Planck.
APPROFONDIMENTI
Antenne a tromba su Planck
Funzione: le antenne a tromba dello strumento Low Frequency Instrument (LFI) di Planck (quello esposto è un esemplare di scorta a 44 GHz) sono fondamentali per la raccolta e il trasferimento delle microonde cosmiche ai radiometri. Sono progettate per minimizzare le perdite di segnale e ridurre il rumore, garantendo misurazioni estremamente precise della radiazione cosmica di fondo (CMB).
L'antenna a tromba del satellite Planck.
L'antenna a tromba esposta in mostra.
Antenne a tromba su Planck
APPROFONDIMENTI
Disegno in sezione di un’antenna a tromba corrugata. Sono visibili le corrugazioni che servono a migliorare le prestazioni dell’antenna.
Struttura e design delle corrugazioni
Le antenne sono del tipo corrugated feedhorns (trombe corrugate), caratterizzate da scanalature anulari lungo la guida d’onda. Questo design migliora la direttività e riduce le riflessioni indesiderate, assicurando un accoppiamento ottimale con i radiometri. Ogni antenna è collegata a un OrthoMode Transducer (OMT), che separa le due componenti ortogonali della polarizzazione delle onde ricevute.
Disegno in sezione di un’antenna a tromba corrugata. Sono visibili le corrugazioni che servono a migliorare le prestazioni dell’antenna.
Antenna a tromba corrugata.
Transizione ortomodale (OMT).
APPROFONDIMENTI
Antenne a tromba su Planck
Ma cosa significa in parole semplici?
Pensa a una strada con due corsie: una per le auto che vanno dritto e una per quelle che svoltano. La transizione ortomodale funziona in modo simile, ma invece di gestire auto, gestisce onde elettromagnetiche con direzioni di vibrazione (polarizzazioni) diverse.
Perché è così importante?
Come funziona?
Nel satellite Planck, le transizioni ortomodali permettono proprio di migliorare la qualità delle misurazioni della radiazione cosmica di fondo, aggiungendo preziose informazioni sulla storia termica del nostro universo.
- Le onde radio possono avere due polarizzazioni perpendicolari tra loro, proprio come una corda può vibrare su e giù o da sinistra a destra.
- La transizione ortomodale separa queste due onde e le invia verso percorsi diversi per essere analizzate.
- Questo è utile, ad esempio, nei radiotelescopi, quando si vuole misurare la polarizzazione per dedurre le caratteristiche fisiche della sorgente che si sta osservando.
Le Transizioni Ortomodali (OMT)
Una transizione ortomodale è un componente utilizzato nelle antenne e nei sistemi di guida d’onda per separare o combinare segnali con diverse polarizzazioni.
Transizione ortomodale (OMT).
Antenne a tromba su Planck
Polarizzazione della luce [ physicsopnlab.org ]
Antenne a Tromba [ Wikipedia ]
Planck-LFI flight model feed horns [ iopscience.iop.org ]
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Guide Onda in acciaio.
Guide Onda in rame.
Le guide d’onda convogliano il segnale sotto forma di onda elettromagnetica. I campioni esposti sono le parti di ricambio originali dello strumento LFI (Low Frequency Instrument) della missione Planck. Sono stati costruiti per eventuali riparazioni sul modello di volo ma non essendo stati necessari sono rimasti a terra.
Guide d’onda su Planck
Funzione: convogliare le onde elettromagnetiche dal piano focale a 20 K (-253 °C) all’elettronica di acquisizione a temperatura ambiente 300 K (+23 °C).
Guide Onda in rame.
Guide Onda in acciaio.
Guide d'onda su Planck
Modello 3D della strumentazione di PLANCK LFI e HFI che mostra le guide d’onda tra il piano focale a 20 K e l’elettronica a 300 K.
Low Frequency Instrument
In LFI le guide d’onda raccolgono il segnale dai preamplificatori FEM (Front End Module) posti appena dopo le antenne a tromba che si trovano sul piano focale raffreddato a 20 K (-253°C) e lo convogliano agli amplificatori BEM (Back End Module) che si trovano sul modulo di servizio a temperatura ambiente e dove vi sono ulteriori sistemi di amplificazione e che producono un segnale elettrico proporzionale all’intensità dell’onda elettromagnetica raccolta dalle antenne e ne forniscono la misura sotto forma di valore digitale per il successivo invio a terra.
Modello 3D della strumentazione di PLANCK LFI e HFI che mostra le guide d’onda tra il piano focale a 20 K e l’elettronica a 300 K.
Guide d'onda su Planck
Componenti e funzionamento
Il loro design è stato guidato da stringenti requisiti di natura termica, elettromagnetica e meccanica. Per il loro funzionamento le guide d’onda devono essere realizzate in materiale elettricamente conduttivo. I materiali elettricamente conduttivi sono normalmente anche buoni conduttori di calore. Data la forte differenza di temperatura di lavoro tra il piano focale e l’elettronica di acquisizione si presenta il problema di evitare che le guide d’onda connettano termicamente l’ambiente a temperatura ambiente con il piano focale sovraccaricando il sistema di raffreddamento che lo mantiene a 20 K (-253°C). Per questa ragione le guide sono realizzate in due sezioni, una parte superiore (quella curva, connessa al piano focale) in rame che è un ottimo conduttore, anche di calore e una inferiore (rettilinea) in acciaio inossidabile che è un cattivo conduttore termico e aiuta a limitare il trasferimento di calore. Lungo la sezione rettilinea la guida è connessa termicamente a dei «pozzi termici» a temperature crescenti (50 K, 100 K, 150 K) che intercettano e disperdono il calore proveniente dall’elettronica a temperatura ambiente. Il particolare sistema di acquisizione utilizzato in LFI genera 4 diversi segnali per ogni antenna a tromba e questi vanno trasferiti all’elettronica di acquisizione facendo loro percorrere esattamente la stessa distanza per conservare la fase relativa; per questa ragione le guide d’onda sono assemblate 4 a 4 e nelle parti curve hanno un percorso tortuoso accuratamente progettato per equalizzare la lunghezza da percorrere.
L’ oggetto esposto è una parte di ricambio originale dello strumento LFI (Low Frequency Instrument) della missione Planck. È stato costruito per eventuali riparazioni sul modello di volo ma non essendo stato necessario è rimasto a terra.
La connessione elettrica Cryo-Harness su Planck.
Cryo-Harness su Planck
Funzione: trasferire alimentazione e segnali dall’elettronica di acquisizione e controllo a temperatura ambiente 300 K (+23 °C) ai dispositivi sul piano focale a 20 K (-253 °C)
La connessione elettrica Cryo-Harness su Planck.
Disegno che illustra la schermatura antidisturbo estremamente sottile, posta attorno ai cavi di alimentazione.
- scegliendo materiali opportuni caratterizzati da bassa conducibilità termica
- dimensionando la sezione dei cavi sui mimimi valori compatibili con la funzione
- connettendo termicamente le connessioni a una serie di «pozzi termici»
Cryo-Harness su Planck
Connessioni elettriche cattive conduttori di calore
In strumenti come nel caso di Planck LFI che hanno i rivelatori a temperatura criogenica e l’elettronica di acquisizione e controllo a temperatura ambiente, l’uso dei tradizionali conduttori di rame per le connessioni elettriche comporterebbe passaggio di calore tra la zona calda e quella fredda sovraccaricando il sistema di raffreddamento. Nel caso di applicazioni spaziali dove la potenza refrigerante disponibile è molto limitata è particolarmente importante in questi casi utilizzare connessioni elettriche che siano allo stesso tempo cattivi conduttori di calore. Questo si ottiene in vari modi:
Disegno che illustra la schermatura antidisturbo estremamente sottile, posta attorno ai cavi di alimentazione.
Disegno che illustra la sezione dei cavi piatti di alimentazione con evidenziata la schermatura in alluminio.
- Rame per correnti dell’ordine delle decine di mA, per esempio per l’alimentazione dei FEM
- Nickel o Titanio per correnti di pochi mA, per esempio per i sensori di temperatura
- Manganina (lega di rame, manganese, nickel) per correnti inferiori al mA.
Cryo-Harness su Planck
La struttura dei cavi dello strumento FMI
I cavi dello strumento LFI come quello esposto sono stati progettati utilizzando tutti questi accorgimenti realizzando dei cavi piatti (spessore < 1 mm) isolati in TEFLON, con conduttori di piccola sezione e di materiali vari secondo le necessità di trasporto di corrente:
Disegno che illustra la sezione dei cavi piatti di alimentazione con evidenziata la schermatura in alluminio.
Scheda elettronica di acquisizione.
L’oggetto esposto è una parte di ricambio originale dello strumento LFI (Low Frequency Instrument) della missione Planck. È stato costruito per eventuali riparazioni sul modello di volo ma non essendo stato necessario è rimasto a terra.
Scheda elettronica di acquisizione su Planck
Funzione: ricevere e amplificare i segnali elettrici corrispondenti all’ intensità delle onde elettromagnetiche dopo i rivelatori a valle delle guide d’onda, filtrarli e convertirli in una sequenza di numeri binari (digitalizzazione). Ogni scheda come quella esposta tratta tre antenne a corno, ognuna delle quali genera 4 segnali, per un totale di 12 catene di acquisizione parallele.
Scheda elettronica di acquisizione.
- Un ricevitore differenziale che acquisisce la differenza tra i segnali provenienti dall’antenna a tromba e da una sorgente di riferimento.
- Un amplificatore con guadagno variabile comandabile da terra
- Un filtro tempo-variante «gated integrator» che esalta il segnale utile a bassa frequenza e attenua fortemente i disturbi a frequenze più alte
- Un convertitore analogico-digitale che campiona il segnale all’uscita del filtro 8192 volte al secondo e lo converte in una sequenza di numeri binari a 14 bit.
- Un blocco digitale che raccoglie i dati digitali dalle 12 catene e li invia agli stadi di elaborazione successivi.
Scheda elettronica di acquisizione su Planck
I blocchi delle catene di elaborazione
Questo tipo di scheda elettronica si trova all'interno dell’unità Data Acquisition Electronics (DAE) e serve per la ricezione, elaborazione e digitalizzazione dei segnali radiometrici provenienti dai Back End Modules (BEM). Ogni scheda include 12 catene di elaborazione parallele in grado di servire i segnali provenienti da 3 antenne a tromba. Ricordiamo che nello schema adottato da Planck LFI ogni antenna a tromba produce 4 segnali. Per le 11 antenne a tromba di Planck LFI sono quindi necessarie 4 schede come quella mostrata (una catena, la dodicesima, rimane inutilizzata). Ognuna delle catene di elaborazione è costituita dai seguenti blocchi:
Ottica per raggi X, concentratore SAX MECS.
L’oggetto esposto è il modello termico di specchio concentratore (sorta di lente focalizzatrice) per raggi X per lo strumento MECS (Medium Energy Concentrator Spectrometer) del satellite BeppoSAX.
Ottica per raggi X, concentratore SAX MECS
Funzione: raccogliere e focalizzare la radiazione X sul piano focale dello strumento MECS (Medium Energy Concentrator Spectrometer) per consentire spettrometria e immagini di sorgenti estese.
Ottica per raggi X, concentratore SAX MECS.
Sul satellite SAX sono state montate quattro unità specchi identiche.La fabbricazione degli specchi richiede l'uso di mandrini con una rugosità superficiale molto bassa, inferiore a 10 Å rms. Una volta realizzati, gli specchi presentano uno strato d'oro di 1000 Å di spessore che funge da superficie riflettente per i raggi X.Il supporto e l'allineamento degli specchi nidificati sono garantiti da precise scanalature ricavate su "ragni" (spiders) in acciaio inossidabile posti alle estremità dell'unità.
- Uno spessore variabile da 0.2 a 0.4 mm.
- Diametri che vanno da 162 a 68 mm o tra 55 e 147 mm.
- Una lunghezza totale di 300 mm per tutti gli specchi.
- Una lunghezza focale di 1850 mm o di 1.8 m
- Un peso di circa 13 Kg per ogni unità specchi (incluso il sistema di supporto).
Ottica per raggi X, concentratore SAX MECS
Le caratteristiche degli specchi concentratori
Lo specchio concentratore è un componente fondamentale progettato per operare nell'intervallo di energia 0.1 - 10 keV con una risoluzione spaziale di 1 minuto d'arco HPR (Half Power Radius). Ciascuna unità di specchi (MU, Mirror Unit) è composta da trenta specchi nidificati coassiali e confocali molto sottili a doppio cono. Questi specchi sono realizzati con una tecnica di replica per elettroformatura al nickel a partire da mandrini, cioè delle copie negative su cui viene realizzato lo specchio. La geometria degli specchi approssima con una geometria a doppio cono una configurazione Wolter I (costituita da due iperboloidi consecutivi). Le caratteristiche fisiche degli specchi includono:
Modello ingegneristico del computer di bordo SAX.
La CTU include anche il SW di controllo che gestisce tutte le operazioni e le eventuali emergenze o guasti a livello di sistema. L’oggetto esposto è un modello ingegneristico (EM, Engineering Model) del computer di bordo del satellite SAX sul quale sono state fatte tutte le verifiche di funzionamento prima della costruzione del modello di volo lanciato successivamente.
Computer di bordo SAX
Funzione: la Central Terminal Unit (CTU) fornisce le funzioni principali di gestione della missione, ricezione validazione ed esecuzione dei comandi e loro distribuzione ai processori locali, acquisizione dei dati e loro formattazione per trasmissione a terra, controllo ad anello chiuso dei sottosistemi del satellite e distribuzione del tempo di bordo.
Modello ingegneristico del computer di bordo SAX.
È basato su un oscillatore al quarzo di alta precisione racchiuso in un doppio sistema di controllo termico per mantenere stabile la frequenza di oscillazione anche al variare della temperatura esterna.
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L'oscillatore ultra-stabile
Funzione: l’oscillatore ultrastabile genera un segnale periodico alla frequenza di 10.0 MHz utilizzato dal computer di bordo per sincronizzare le attività dei sottosistemi e per la datazione (time-tag) del tempo di arrivo dei fotoni X raccolti.
L'oscillatore ultra-stabile
L’oggetto esposto è un modello ingegneristico (EM, Engineering Model) utilizzato per tutte le verifiche del progetto di quello che è in pratica l’orologio di bordo del satellite SAX, ovvero un sistema per misurare il tempo contando gli impulsi elettrici emessi ad una frequenza fissa e molto stabile. Avere un sistema accurato di misura del tempo a bordo è fondamentale per mantenere il sincronismo di tutte le operazioni con il tempo universale a terra e per datare con precisione i raggi X raccolti dai vari strumenti per le successive analisi e per eventuali confronti con strumenti su altri satelliti che osservano gli stessi eventi di interesse astrofisico. Il cuore dell’oscillatore è un cristallo di quarzo, materiale piezoelettrico ovvero che se stimolato da un segnale elettrico varia la sua dimensione e se forzato meccanicamente genera ai suoi capi un segnale elettrico. Un cristallo di questo tipo montato su un supporto che ne permetta piccole variazioni di dimensione e inserito in un opportuno circuito elettrico serve a generare un segnale periodico a frequenza molto stabile che dipende dalle caratteristiche fisiche del cristallo stesso come p.es. dimensioni, orientamento degli assi cristallografici, e anche dalla temperatura a cui si trova.
L'oscillatore ultra-stabile
Il modello ingegneristico
Nel caso di questo oscillatore la frequenza da generare è 10.0 MHz con una stabilità di poche parti per miliardo all’anno. Per ottenere questa stabilità in frequenza nonostante le variazioni di temperatura cui è sottoposto il satellite durante l’orbita il cristallo di quarzo e il circuito oscillatore sono racchiusi in un contenitore isolato (il cubetto che si vede all’interno dell’unità avendo rimosso il pannello laterale) che contiene un sistema di regolazione della temperatura analogo a quello di un termostato per usi domestici che mantiene il tutto a temperatura costante utilizzando dei riscaldatori elettrici. Le piccole schede elettroniche accanto al cubetto realizzano un ulteriore sistema di controllo della temperatura dell’unità stessa e una regolazione fine della tensione di alimentazione del circuito oscillatore. Con questi accorgimenti il circuito oscillatore al quarzo in pratica non sente alcuna variazione dell’ambiente circostante e mantiene una altissima stabilità in frequenza.
L'oscillatore ultra-stabile
Il modello ingegneristico
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SAX MECS Concentrator SAX On-Board Computer Ultra-stable SAX oscillator
Horn antenna on Planck Waveguides on Planck Cryo-Harness on Planck Acquisition electronics on Planck
LFI instrument feed-horn antenna on PLANCK.
APPROFONDIMENTI
Horn antenna on Planck
The horn antennas of Planck's Low Frequency Instrument (LFI), the one on display is a spare at 44 GHz, are essential for the collection and transfer of cosmic microwaves to radiometers. They are designed to minimize signal losses and reduce noise, ensuring highly accurate measurements of the cosmic microwave background (CMB) radiation.
LFI instrument feed-horn antenna on PLANCK.
The horn antenna on display in the exhibition.
Horn antenna on Planck
APPROFONDIMENTI
Sectional drawing of a corrugated horn antenna. The corrugations that serve to improve the performance of the antenna are visible.
Structure and design of corrugations
The antennas are of the corrugated feedhorn type, characterized by annular grooves along the waveguide. This design improves directivity and reduces unwanted reflections, ensuring optimal coupling with radiometers. Each antenna is connected to an OrthoMode Transducer (OMT), which separates the two orthogonal components of the polarization of the received waves.
Sectional drawing of a corrugated horn antenna. The corrugations that serve to improve the performance of the antenna are visible.
The horn antenna on display in the exhibition.
The orthomodal transition (OMT).
Horn antenna on Planck
APPROFONDIMENTI
But what does it mean in simple words?
Think of a road with two lanes: one for cars going straight ahead and one for those turning. The orthomodal transition works in a similar way, but instead of handling cars, it handles electromagnetic waves with different directions of vibration (polarizations).
Why is this so important?
How does that work?
On the Planck satellite, orthomode transducers enhance the quality of cosmic microwave background measurements, providing valuable insights into the thermal history of our universe.
- Radio waves can have two polarizations perpendicular to each other, just as a string can vibrate up and down or from left to right.
- The orthomode transducer separates these two waves and sends them along different paths for analysis.
- This is useful, for example, in radio telescopes when measuring polarization to deduce the physical characteristics of the observed source.
The orthomodal transition (OMT)
An orthomodal transition is a component used in antennas and waveguide systems to separate or combine signals with different polarizations.
The orthomodal transition (OMT).
Horn antenna on Planck
Polarization of Light [ physicsopnlab.org ]
Horn antenna [ Wikipedia ]
Planck-LFI flight model feed horns [ iopscience.iop.org ]
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Straight section (stainless steel).
Curved section (copper silver plated).
Waveguides convey the signal in the form of an electromagnetic wave. The samples on display are the original spare parts of the Low Frequency Instrument (LFI) of the Planck mission. They were built for possible repairs on the flight model but as they were not necessary, they remained unused.
Waveguides on Planck
Function: Convey electromagnetic waves from the focal plane at 20 K (-253 °C) to the acquisition electronics at room temperature 300 K (+23 °C).
Curved section (copper silver plated).
Straight section (stainless steel).
Waveguides on Planck
3D model of the PLANCK LFI and HFI instruments showing the LFI’s waveguides between the 20 K focal plane and the 300 K electronics .
Low Frequency Instrument
In LFI, the waveguides collect the signal from the FEM (Front End Module) preamplifiers located just after the horn antennas located on the focal plane cooled to 20 K (-253°C) and convey it to the BEM (Back End Module) amplifiers located on the service module at room temperature and where there are additional amplification systems and which produce an electrical signal proportional to the intensity of the electromagnetic wave and provide its measurement in the form of digital value for subsequent sending to the ground station.
3D model of the PLANCK LFI and HFI instruments showing the LFI’s waveguides between the 20 K focal plane and the 300 K electronics.
Waveguides on Planck
Components and Functioning
Their design was driven by stringent thermal, electromagnetic and mechanical requirements. For their operation, waveguides must be made of electrically conductive material. Electrically conductive materials are normally also good conductors of heat. Given the strong difference in working temperature between the focal plane and the acquisition electronics, there is the problem of preventing the waveguides from thermally connecting the room temperature environment with the focal plane, overloading the cooling system that keeps it at 20 K (-253°C). For this reason, the guides are made in two sections, an upper part (the curved one, connected to the focal plane) in copper and a lower part (straight) in stainless steel which is a poor thermal conductor and helps to limit heat transfer. Along the straight section, the guide is thermally connected to ”heat wells" at increasing temperatures (50 K, 100 K, 150 K) which intercept and disperse the heat coming from the electronics at room temperature. The particular acquisition system used in LFI generates 4 different signals for each horn antenna and these must be transferred to the acquisition electronics making them travel exactly the same distance to preserve the relative phase, for this reason the waveguides are assembled 4 by 4 and in the curved parts they have a tortuous path carefully designed to equalize the length to be traveled.
The object on display is an original spare part of the LFI (Low Frequency Instrument) instrument of the Planck mission. It was built for possible repairs on the flight model but since it was not necessary it remained unused.
LFI Instrument Cryo-Harness on PLANCK.
Cryo-Harness on Planck
Function: Transfer power and signals from the acquisition and control electronics at 300 K ambient temperature (+23 °C) to 20 K (-253 °C) focal plane devices.
LFI Instrument Cryo-Harness on PLANCK.
Drawing illustrating the ultra-thin anti-interference shielding placed around the power cables.
- choosing appropriate materials characterized by low thermal conductivity
- sizing the cable cross-section to the minimum values compatible with their function
- thermally connecting connections to a series of 'heat wells'
Cryo-Harness on Planck
Electrical Connections Poor Conductors of Heat
In instruments such as Planck LFI, which have cryogenic temperature detectors and acquisition and control electronics at room temperature, the use of traditional copper conductors for electrical connections would result in heat transfer between the hot and cold zones, overloading the cooling system. In the case of space applications where the available cooling power is very limited, it is particularly important to use electrical connections that are at the same time poor conductors of heat. This is achieved in various ways:
Drawing illustrating the ultra-thin anti-interference shielding placed around the power cables.
Drawing illustrating the cross-section of flat power cables with highlighted aluminum shielding.
- Copper for currents of the order of tens of mA, e.g. for the supply of FEM
- Nickel or Titanium for currents of a few mA, e.g. for temperature sensors
- Manganine (copper alloy, manganerse, nickel) for currents below mA, e.g. for Phase Switch controls.
Cryo-Harness on Planck
The cables of the LFI instrument
The cables of the LFI instrument such as the one shown have been designed using all these criteria by creating flat cables (thickness < 1 mm) insulated in TEFLON, with conductors of small cross-section and various materials according to the current transport needs:
Drawing illustrating the cross-section of flat power cables with highlighted aluminum shielding.
Acquisition electronics.
The object on display is an original spare part of the LFI (Low Frequency Instrument) instrument of the Planck mission. It was built for possible repairs on the flight model but as it was not necessary it remained unused.
Acquisition electronics on Planck
Function: Receive and amplify the electrical signals corresponding to the intensity of the electromagnetic waves after the detection, filter and convert them into a sequence of binary numbers (digitization). Each board like the one on display treats three horn antennas, each of which generates 4 signals, for a total of 12 parallel acquisition chains.
Acquisition electronics.
- A differential receiver that collects the electrical signal at the output of the detectors connected to a system to subtract the part of the continuous component not useful for measurement purposes.
- A variable gain amplifier that can be controlled from the ground.
- A "gated integrator" time-variant filter that enhances the useful signal at low frequencies and strongly attenuates noise at higher frequencies.
- An analog-to-digital converter that samples the signal at the output of the filter 8192 times per second and converts it into a sequence of 14-bit binary numbers.
- A digital block that collects digital data from the 12 chains and sends it to the next processing stages.
Acquisition electronics on Planck
the processing chains
This type of electronic board is located inside the Data Acquisition Electronics (DAE) unit and is used for the reception, processing and digitization of radiometric signals from the Back End Modules (BEM). Each board includes 12 parallel processing chains capable of serving signals from 3 horn antennas. Recall that in the scheme adopted by Planck LFI, each horn antenna produces 4 signals. For the 11 Planck LFI horn antennas, 4 boards like the one shown are therefore required (one chain remains unused). Each of the processing chains consists of the following blocks:
X-ray optics, SAX MECS concentrator.
The object on display is a backup model of a concentrator mirror (sort of focusing lens) for X-rays for the MECS (Medium Energy Concentrator Spectrometer) instrument of the SAX satellite.
X-ray optics, SAX MECS concentrator
Function: Collect and focus X-ray radiation on the focal plane of the Medium Energy Concentrator Spectrometer (MECS) instrument to enable spectrometry and imaging of extended sources.
X-ray optics, SAX MECS concentrator.
Four identical mirror units have been mounted on the SAX satellite. The manufacture of mirrors requires the use of mandrels with a very low surface roughness, less than 10 Å rms.Once made, the mirrors have a 1000 Å thick layer of gold that acts as a reflective surface for X-rays.The support and alignment of the nested mirrors are guaranteed by precise grooves obtained on stainless steel "spiders" placed at the ends of the unit.
- A thickness varying from 0.2 to 0.4 mm.
- Diameters ranging from 162 to 68 mm or between 55 and 147 mm.
- A total length of 300 mm for all mirrors.
- A focal length of 1850 mm or 1.8 m.
- A weight of about 13 kg for each mirror unit (including the support system).