Lightweight Integrated Technology for Space Luminoscence and Particle Detection
Responsabile Locale: Davide Badoni; Responsabile Nazionale: Valerio Bocci (RM1).
L’esperimento LITE-SLPD nasce dalla collaborazione tra le sezioni INFN di Roma Tor Vergata e Roma 1, con l’obiettivo di sviluppare un’elettronica di rivelazione altamente integrata e a basso consumo, destinata principalmente all’impiego a bordo di nanosatelliti e picosatelliti, per la misura dei flussi di particelle e fotoni nello spazio.
Il progetto si basa sull’esperienza maturata con ArduSiPM, un dispositivo all-in-one per la rivelazione di fotoni sviluppato dai colleghi di Roma 1. Caratterizzato da basso costo, compattezza e semplicità d’uso, ArduSiPM ha dato origine a una famiglia di dispositivi che, oltre alle applicazioni spaziali, sono stati utilizzati anche in altri contesti: dalla ricerca scientifica alla didattica, fino ad attività sperimentali su fascio e alla realizzazione di strumenti portatili.
LITE-SLPD ne raccoglie l’eredità e spinge l’integrazione ancora più avanti, riducendo l’impiego di componenti commerciali (COTS, Commercial Off-The-Shelf) a favore di un’elettronica compatta e personalizzata, integrata all’interno di un SoC (System on Chip). Questo approccio consente di realizzare sistemi autonomi, facilmente adattabili sia a missioni spaziali che ad applicazioni di laboratorio e di misura portatile.
Il rivelatore è progettato per operare nello spazio, rilevando raggi X e gamma da 100 keV a 10 MeV, e fotoni a bassa energia (sotto i 100 keV), utilizzando SiPM (Silicon Photomultiplier) operanti in modalità Geiger. Nell’ambito terrestre, il sistema viene impiegato anche per lo studio della bio- e chemioluminescenza, in collaborazione con l’Università di Bologna e il CNR-IMM di Catania, con lo sviluppo di strumentazione portatile per misure di fenomeni chimici.
I dispositivi derivati dal progetto sono oggi concessi in licenza (tech transfer INFN) e utilizzati in vari contesti sperimentali, inclusi test beam, rivelazione a scintillazione e attività didattiche.
L’elettronica attuale si compone di un SiPM, un front-end analogico e un microprocessore, organizzati in una doppia catena di elaborazione: un discriminatore rapido con soglia regolabile per il trigger e un circuito Peak & Hold per la misura precisa dell’ampiezza del segnale. Su questa base è in corso, presso la Sezione INFN di Roma Tor Vergata, lo sviluppo di un futuro ASIC, che costituirà la quarta generazione (GEN4) del dispositivo realizzato nell’ambito dell’esperimento LITE-SLPD.
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