EUSO-SPB2, il pallone del programma JEM-EUSO per lo studio dei raggi cosmici.
Il Super Pressure Balloon 2 (SPB2) fa parte del programma JEM-EUSO (Joint Experiment Missions for Extreme Universe Space Observatory), volto allo studio e all’osservazione dallo spazio dei raggi cosmici alle energie più elevate (Ultra High Energy Cosmic Rays, UHECRs), superiori a 10^7 Tera-Elettrovolt (TeV).
SPB2 è un esperimento in volo di lunga durata suborbitale su pallone aerostatico nella stratosfera, susseguente i voli di EUSO-Balloon (2014) e EUSO-SPB1 (2017). Gli UHECR sono rivelati attraverso due telescopi a specchi di tipo Schmidt di grande campo, rispettivamente con tecnica di fluorescenza, ed effetto Čherenkov prodotto da neutrini di altissima energia (UHE, 10^4-10^5 TeV). Esso è precursore del futuro pallone POEMMA (Probe Of Extreme Multi-Messenger Astrophysics with Radio, PBR) che sarà lanciato nel 2027.
Il telescopio per l’osservazione della fluorescenza degli UHECR incidenti in alta atmosfera, punta al nadir terrestre. Il telescopio Čherenkov, ottimizzato per i segnali veloci (10 ns) di Extensive Air Showers (EAS) prodotte da neutrini radenti la Terra, punta invece al bordo (“limb”) della Terra. Il volo 2023 di SPB2, partito da Wanaka in Nuova Zelanda, è stato soggetto a una grossa falla nel pallone: i dati Cherenkov ottenuti sono centinaia, mentre quelli di fluorescenza hanno troppo poca statistica.
Il gruppo della sezione di Roma Tor Vergata è ora coinvolto nella analisi dei dati Cherenkov di SPB2 e, contemporaneamente, nella calibrazione di Mini-EUSO e nella costruzione hardware (rivelatori SiPM per fotoni gamma e X, sistemi readout e trigger, dispositivi logici Field Programmable Gate Array) per PBR. PBR è un nuovo pallone scientifico stratosferico ottimizzato per un volo su un Super-Pressure Balloon (SPB) della NASA, a una altitudine di 33km, con telescopio Schmidt di 1.1 metri con doppia superficie focale, per fluorescenza e Čherenkov, più rivelatori per fotoni X e gamma e una antenna radio ottimizzata per EASs nell’intervallo 50–500 Mhz. Oltre gli UHECR e i neutrini ad altissima energia, PBR potrà osservare transienti astrofisici multi-messaggero come GRB e burst di onde gravitazionali durante il suo volo di 3 mesi.