Ο υποθαλάσσιος ανιχνευτής νετρίνων ΝΕΣΤΩΡ

5 Ο υποθαλάσσιος ανιχνευτής νετρίνων ΝΕΣΤΩΡ Εισαγωγή Η μεγάλη πρόοδος της τηλεσκοπίας νετρίνων, τις τελευταίες δεκαετίες, έχει συνεισφέρει σημαντικά στην προώθηση της ανθρώπινης γνώσης [103] και έχει προσφέρει ένα παράθυρο στην παρατήρηση του Κόσμου και στην μελέτη της ύλης και των βασικών αλληλεπιδράσεων. Η έντονη ερευνητική δραστηριότητα στον σχεδιασμό, κατασκευή και λειτουργία μεγάλων ανιχνευτικών διατάξεων, που άρχισε με το πρωτοποριακό πείραμα DUMAND [5] στην υποθαλάσσια περιοχή της Hawaii, έχει να επιδείξει σημαντικές επιτυχίες. Μεγάλα τηλεσκόπια νετρίνων λειτουργούν και συλλέγουν δεδομένα από κοσμικά νετρίνα στην λίμνη Βαϊκάλη [7] της Σιβηρίας και κάτω από τους πάγους της Ανταρκτικής (AMANDA) [6]. Παράλληλα τρία άλλα [9-11] ερευνητικά προγράμματα στην Μεσόγειο, πειραματίζονται με τεχνικές υποθαλάσσιας τηλεσκοπίας νετρίνων. Εξ αυτών, το πείραμα ΝΕΣΤΩΡ έχει αποδείξει επιτυχώς ότι η αρχιτεκτονική και τεχνολογία την οποία προτείνει, συνδυασμένη με τις περιβαλλοντικές συνθήκες της υποθαλάσσιας περιοχής ανάπτυξης του, ανταποκρίνονται στις απαιτήσεις κατασκευής και λειτουργίας ενός μεγάλου (όγκου τουλάχιστον 1km 3 ) τηλεσκοπίου στα βάθη της Μεσογείου [12]. Παράλληλα, βρίσκεται υπό κατασκευή ανάλογου μεγέθους τηλεσκοπική διάταξη νετρίνων στην Ανταρκτική (ICECUBE) [8]. Δύο τέτοια μεγάλα τηλεσκόπια (ένα στο Νότιο Πόλο και ένα στην Μεσόγειο) θα καλύπτουν πλήρως την Ουράνια Σφαίρα, αλληλοσυμπληρώνοντας το ένα το άλλο, και θα προσφέρουν ιδιαίτερα σημαντική ώθηση στην αστροφυσική και κοσμολογία. Η εμβέλεια στη νέα γνώση ενός μεγάλου Μεσογειακού τηλεσκοπίου νετρίνων (km 3 ) συζητιέται στο Κεφάλαιο 4. Στο παρόν Κεφάλαιο περιγράφονται οι περιβαλλοντικές συνθήκες που προσφέρει η υποθαλάσσια τοποθεσία που αναπτύσσεται ο ανιχνευτής ΝΕΣΤΩΡ, τα βασικά δομικά χαρακτηριστικά καθώς και οι τεχνολογικές επιλογές που αφορούν την πόντιση του τηλεσκοπίου. Για πληρέστερη περιγραφή παραπέμπω σε μια σειρά άρθρων [104-109]. 81

5.1 Τοποθεσία Πόντισης Οι απαιτούμενες συνθήκες που θα πρέπει να προσφέρει η τοποθεσία όπου θα ποντιστεί ένας υποθαλάσσιος ανιχνευτής νετρίνων συνοψίζονται σε: βαθιά, καθαρά νερά με πολύ μικρά υποβρύχια ρεύματα και χαμηλή βιολογική δραστηριότητα, και κατά προτίμηση κοντά σε εγκαταστάσεις υποστήριξης στη στεριά. Η τοποθεσία ανάπτυξης του τηλεσκοπίου ΝΕΣΤΩΡ στο Ιόνιο Πέλαγος (στα επόμενα θα καλείται τοποθεσία ΝΕΣΤΩΡ), ανοιχτά του Νότιο-Δυτικού άκρου της Πελοποννήσου, πληρεί όλες αυτές τις προϋποθέσεις. Μετά από εκτεταμένη επισκόπηση της περιοχής, κατά τα έτη 1989, 1991 & 1992 [110,111], εντοπίστηκε ένα μεγάλο βαθύπεδο διαστάσεων 8x9 km 2 σε ένα μέσο βάθος 3800 μέτρων με αυξομειώσεις της τάξης των 50 μέτρων. Κείμενη στην πλευρά της Ελληνικής Γεωλογικής Τάφρου η οποία βρίσκεται μεταξύ της δυτικής ακτής της Πελοποννήσου και της υποβρύχιας οροσειράς της υφαλορράχης της ανατολικής Μεσογείου (βλέπε Σχήμα 5.1), η τοποθεσία είναι καλά προστατευμένη από Σχήμα 5.1: Η τοποθεσία πόντισης του Τηλεσκοπίου Νετρίνων υποθαλάσσιες ΝΕΣΤΩΡ διαταραχές. Το βαθύτερο σημείο της Μεσογείου (5200 μέτρα) είναι λίγα μίλια μακρύτερα από την τοποθεσία ΝΕΣΤΩΡ. Τα πολύ βαθιά νερά είναι ουσιώδη απαίτηση για την περιστολή του κυριότερου ενοχλητικού υπόβαθρου από τα μιόνια τα οποία 82

παράγονται από την υψηλοενεργειακή κοσμική ακτινοβολία που αλληλεπιδρά με την ατμόσφαιρα της Γης. Επιπλέον, η βιολογική δραστηριότητα (βιοφωταύγεια) μειώνεται όσο αυξάνεται το βάθος της θάλασσας (βλέπε Σχήμα 6.15 στην παράγραφο 6.4.2). Η τοποθεσία ΝΕΣΤΩΡ βρίσκεται 1 7.5 ναυτικά μίλια από το νησί Σαπιέντζα, το οποίο διαθέτει δύο μικρά λιμάνια, και 11 μίλια από το λιμάνι της Μεθώνης, όπου είναι εγκατεστημένος ο σταθμός ξηράς που φιλοξενεί το εργαστήριο υποδοχής των πειραματικών δεδομένων. Σημαντικές λιμενικές εγκαταστάσεις υποστήριξης είναι διαθέσιμες σε απόσταση 15 μιλίων, στην πόλη της Πύλου στο κόλπο του Ναυαρίνου, όπου φιλοξενείται υποθαλάσσιος σταθμός (Σχήμα 5.2) στον οποίον τα τμήματα του ανιχνευτή υποβάλλονται σε δοκιμές στεγανότητας σε βάθος 50 μέτρων πριν από την πόντιση στην βαθιά θάλασσα. Ο σταθμός δοκιμών συνδέεται με το εργαστήριο του Ινστιτούτου Τεχνολογιών και Ερευνών Βαθιάς Θαλάσσης και Αστροσωματιδιακής Φυσικής Νετρίνων ΝΕΣΤΩΡ στην πόλη της Πύλου με ένα ηλεκτροοπτικό καλώδιο με 12 οπτικές ίνες και μήκους 4.5 χιλιομέτρων. Οι μετρήσεις [112,113] των περιβαλλοντικών χαρακτηριστικών στην τοποθεσία ΝΕΣΤΩΡ, στην βαθιά θάλασσα, δείχνουν μήκος απορρόφησης του φωτός 55±10m στα 460nm, σταθερή θερμοκρασία 14.2 C και υποβρύχια ρεύματα με ταχύτητες αρκετά μικρότερες από 10cm/ s (βλέπε Σχή μα 8.6 Σχήμα 5.2: Ο σταθμός δοκιμών του κόλπου του στην παράγραφο 8.3 και Ναυαρίνου. 1 Γεωγραφικές συντεταγμένες: 36 0 37.5 N, 21 0 34.6 E 83

αναφορά [114]). Εκλάμψεις φωτός διάρκειας 1-10s, οι οποίες προέρχονται από την δράση της βιοφωταύγειας, αντιστοιχούν σε περίπου 1.1% του ενεργού πειραματικού χρόνου και, επίσης, δεν υπάρχει καμία ένδειξη για προβλήματα εξαιτίας ιζηματογένεσης ή μόλυνσης από βιολογικούς παράγοντες [115]. Ο πυθμένας της θάλασσας στην επιλεγμένη τοποθεσία αποτελείται από αργιλώδης ίζημα συσσωρευμένο κατά τη διάρκεια χιλιάδων χρόνων, το οποίο καλύπτει τις ανάγκες καλής αγκυροβόλησης. Ένα ηλεκτροοπτικό καλώδιο ειδικών προδιαγραφών βαθιάς θαλάσσης, αποτελούμενο από 18 οπτικές ίνες και χάλκινο αγωγό, μήκους περί τα 30km συνδέει το εργαστήριο ξηράς της Μεθώνης με την τοποθεσία ΝΕΣΤΩΡ. Το καλώδιο προσφέρει την απαραίτητη ισχύ στα ηλεκτρονικά του ανιχνευτή και μεταφέρει την πειραματική πληροφορία στο εργαστήριο ξηράς. Το εργαστήριο ξηράς, στη Μεθώνη όπου τερματίζεται το άκρο του ηλεκτροοπτικού καλωδίου, φιλοξενεί τον μετασχηματιστή ισχύος (που τροφοδοτεί με συνεχές ρεύμα το ηλεκτρικό σύστημα του ανιχνευτή), καθώς και τα συστήματα ελέγχου και παρακολούθησης των ηλεκτρονικών του ανιχνευτή και το σύστημα συλλογής επεξεργασίας και αποθήκευσης δεδομένων. 5.2 Τα κύρια χαρακτηριστικά του ανιχνευτή ΝΕΣΤΩΡ Το βασικό στοιχείο του ανιχνευτή ΝΕΣΤΩΡ είναι μια εξαγωνική κατασκευή, σε σχήμα αστεριού, το οποίο καλείται όροφος (βλέπε Σχήμα 5.3α). Σχήμα 5.3α: Ο όροφος του ανιχνευτή ΝΕΣΤΩΡ. 84

Τα μπράτσα του αστεριού (ευθύγραμμα στοιχεία κατά μήκος των ακτινών του εξαγώνου) συναρμολογούνται από αρθρωτά τμήματα μήκους 5 μέτρων τα οποία είναι κατασκευασμένα από σωλήνες τιτανίου και σχηματίζουν ένα ελαφρύ δικτυωτό δοκό. Με συνδυασμό τριών τέτοιων τμημάτων ανά μπράτσο η διάμετρος του αστεριού, μετρημένη από το κέντρο των οπτικών στοιχείων είναι 32 μέτρα. Τα μπράτσα είναι προσαρτημένα στο ένα άκρο τους σε μια κυλινδρική κατασκευή διαμέτρου ~1m, ενώ στο άλλο άκρο υπάρχουν κατασκευές για την τοποθέτηση Σχήμα 5.3β: Το αστέρι τιτανίου πριν από την δοκιμαστική πόντιση στον κόλπο του Ναυαρίνου δύο οπτικών στοιχείων, εκ των οποίων το ένα κοιτάει πάνω και το άλλο κάτω. Σχήμα 5.4: Γραφική αναπαράσταση ενός αστεριού διαμέτρου 32 μέτρων, και της τροχιάς ενός μιονίου. Επίσης φαίνεται ο κώνος φωτός της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας Cherenkov από το μιόνιο. 85

Οι ηλεκτρονικές διατάξεις που συνοδεύουν τον όροφο είναι τοποθετημένες εντός σφαίρας τιτανίου διαμέτρου ενός μέτρου, τοποθετημένης στην κεντρική κυλινδρική κατασκευή. Στο Σχήμα 5.3β φαίνεται το αστέρι πριν από την δοκιμαστική πόντιση στον κόλπο του Ναυαρίνου, με τα μπράτσα διπλωμένα για εύκολη μεταφορά του, ενώ στο Σχήμα 5.4 παρουσιάζεται, σε γραφική αναπαράσταση, ένας όροφος και ο κώνος φωτός της ακτινοβολίας Cherenkov που παράγεται από ένα μιόνιο. Το οπτικό στοιχείο (βλέπε παράγραφο 6.3 και αναφορά [116]) του ανιχνευτή αποτελείται από ένα φωτοπολλαπλασιαστή (PMT) διαμέτρου 15 κλεισμένο μέσα σε σφαιρικό γυάλινο περίβλημα (Benthos), το οποίο μπορεί να αντέξει υδροστατικές πιέσεις ως και 700 ατμόσφαιρες. Μέσα στο οπτικό στοιχείο περιέχεται η γεννήτρια υψηλής τάσης για την τροφοδοσία του φωτοπολλαπλασιαστή και μαγνητική θωράκιση από πλέγμα μεταλλικού υλικού μεγάλης μαγνητικής διαπερατότητας. Η οπτική επαφή της φωτοκαθόδου του φωτοπολλαπλασιαστή και της σφαίρας Benthos εξασφαλίζεται από ένα στρώμα γλυκερίνης. Το Οπτικό Στοιχείο φαίνεται στην φωτογραφία του Σχήματος 6.7. Επίσης, κύλινδροι τιτανίου ανθεκτικοί στην πίεση και τοποθετημένοι πάνω και κάτω από το κέντρο κάθε ορόφου περιέχουν LED μονάδες εκπομπής φωτός και τα ηλεκτρονικά τους. Οι μονάδες αυτές ρυθμίζονται και ενεργοποιούνται από τα ηλεκτρονικά ελέγχου κάθε ορόφου και χρησιμοποιούνται στη βαθμονόμηση του ανιχνευτή (βλέπε παράγραφο 8.1 και 11.1). Ένας πλήρης πύργος του ανιχνευτή ΝΕΣΤΩΡ θα αποτελείται από 12 τέτοιους ορόφους τοποθετημένους σε κατακόρυφη διάταξη με απόσταση μεταξύ των ορόφων ίση με 30 μέτρα. Ο πύργος είναι προσδεμένος στον σταθμό βυθού (πυραμίδα) η οποία περιλαμβάνει άγκυρα, το κιβώτιο που εξασφαλίζει την διανομή ισχύος (κιβώτιο σύνδεσης-junction box), διάφορους περιβαλλοντικούς αισθητήρες και το ηλεκτρόδιο θαλάσσης, το οποίο παρέχει την διαδρομή επιστροφής της ηλεκτρικής ισχύος Σχήμα 5.5: Γραφική αναπαράσταση ενός στη στεριά. Στο Σχήμα 5.5 παρουσιάζεται μια γραφική πλήρους πύργου. 86

αναπαράσταση ενός πλήρους πύργου δώδεκα ορόφων και του σταθμού βυθού. Η ανιχνευτική διάταξη επικοινωνεί με την ξηρά μέσω ενός ηλεκτρο-οπτικού καλωδίου μήκους 30 χιλιομέτρων με 18 μονότροπες οπτικές ίνες και έναν ηλεκτρικό αγωγό. Μέσω αυτού του καλωδίου λαμβάνει την απαραίτητη ισχύ και τις εντολές ελέγχου από την ξηρά και στέλνει τα δεδομένα που συλλέγει. Το κιβώτιο σύνδεσης περιέχει το τερματισμό του άκρου του ηλεκτρο-οπτικού καλωδίου, τις συνδέσεις των οπτικών ινών και του αγωγού παροχής ηλεκτρικής ισχύος στους ορόφους, καθώς επίσης και κυκλώματα προστασίας (ασφάλειες) και ελέγχου του ηλεκτρικού συστήματος. Η απαιτούμενη τάση ισχύος για την τροφοδοσία της σφαίρας τιτανίου είναι 300V. Εξαιτίας της πτώσης τάσης κατά μήκος του ηλεκτρο-οπτικού καλωδίου, η τάση τροφοδοσίας στην ξηρά ρυθμίζεται σε υψηλότερη τιμή. Για λόγους ασφάλειας στο κιβώτιο σύνδεσης περιέχεται σύστημα συνεχούς ελέγχου της υψηλής τάσης. Επιπλέον μέσα στο κιβώτιο σύνδεσης υπάρχουν περιβαλλοντικοί αισθητήρες που μετρούν το επίπεδο υγρασίας, την (απευκταία) εισροή νερού, καθώς και την θερμοκρασία περιβάλλοντος σε τρία σημεία του. Η ανιχνευτική διάταξη μπορεί να ανελκυθεί [109] στην επιφάνεια, μαζί με το άκρο του ηλεκτρο-οπτικού καλωδίου, κάνοντας χρήση ενός σχοινιού ανάκτησης. Το σκοινί ανάκτησης το οποίο ποντίζεται μαζί με τον ανιχνευτή, απελευθερώνεται και φτάνει στην επιφάνεια μετά από την λήψη κατάλληλου ακουστικού σήματος. Τροποποιήσεις ή προσθήκες στην ανιχνευτική συσκευή γίνονται στη επιφάνεια, ενώ όλες οι συνδέσεις πραγματοποιούνται στον αέρα. Στην συνέχεια, το ηλεκτρο-οπτικό καλώδιο και οι πειραματικές συσκευές μπορούν να επανά-ποντιστούν, ενώ το σχοινί ανάκτησης μαζί με τον ακουστικό απελευθερωτή του αφήνεται στο πυθμένα της θάλασσας. Για περιγραφή της τεχνολογίας και μεθόδου πόντισης και ανάκτησης παραπέμπω στην εργασία [109]. 5.3 Η ενεργός επιφάνεια του ανιχνευτή ΝΕΣΤΩΡ ενός πύργου Η ενεργός επιφάνεια ενός ανιχνευτή νετρίνων είναι η συνέλιξη της γεωμετρικής αποδοχής του με την αποδοτικότητα στην ανακατασκευή των τροχιών. Για τον προσδιορισμό της ενεργής επιφάνειας, A eff, εφαρμόζεται η υπολογιστική μέθοδος της Monte Carlo ολοκλήρωσης. Συγκεκριμένα, προσομοιώνεται ένα πλήθος N g μιονίων, ενέργειας E, και διεύθυνσης (θ,φ). Τα μιόνια παράγονται ομοιόμορφα πάνω σε ένα δίσκο ακτίνας R (τυπικά ίση με τρεις φορές το μήκος απορρόφησης των φωτονίων στο νερό) (βλέπε Σχήμα 5.6) πάνω από την ανιχνευτική διάταξη. Προσομοιώνεται η 87

διάδοση των μιονίων, στην περιοχή γύρω από τον ανιχνευτή, οι αντιδράσεις των μιονίων και του περιβάλλοντος και η εκπομπή φωτονίων Cherenkov. Οι τροχιές των μιονίων ανακατασκευάζονται με χρήση της διαθέσιμης πληροφορίας που συλλέχθηκε από τον ανιχνευτή 2. Η ενεργός επιφάνεια ορίζεται ως: Nrec (,, ) ( E, θ, φ A ) eff E θφ = S, (5.1) N όπου N rec είναι ο αριθμός των μιονίων που ανακατασκευάστηκαν επιτυχώς και S 2 = π R η επιφάνεια του δίσκου παραγωγής. Η ενεργός επιφάνεια εξαρτάται στην γενική περίπτωση από την ενέργεια E, την διεύθυνση (θ,φ) των μιονίων, καθώς επίσης και από την επιζητούμενη ακρίβεια στον προσδιορισμό των παραμέτρων της τροχιάς. g Σχήμα 5.6: Γραφική αναπαράσταση ενός πλήρους πύργου του τηλεσκοπίου νετρίνων ΝΕΣΤΩΡ και του ενεργού όγκου στον οποίο γίνεται η προσομοίωση για τον υπολογισμό της απόκρισης του ανιχνευτή σε μιόνια. Με κόκκινη γραμμή παριστάνεται μια κατακόρυφη τροχιά μιονίου. Στο Σχήμα 5.7 παρουσιάζεται η ενεργός επιφάνεια ενός πύργου του ανιχνευτή ΝΕΣΤΩΡ (με 12 ορόφους διαμέτρου 32 μέτρων ο καθένας), για τροχιές που ανακατασκευάστηκαν επιτυχώς (α) και για τροχιές που ανακατασκευάστηκαν με 2 Η περιγραφή της Monte Carlo προσομοίωσης του ανιχνευτή γίνεται στο Κεφάλαιο 9, ενώ η περιγραφή της διαδικασίας ανακατασκευής των τροχιών στο Κεφάλαιο 13 88

τρισδιάστατη γωνιακή απόκλιση 3 από την προσομοιωμένη τροχιά μικρότερη από 5 (β). Σχήμα 5.7: Η ενεργός επιφάνεια ενός πύργου ΝΕΣΤΩΡ συναρτήσει της ενέργειας του μιονίου για τροχιές που απλώς ανακατασκευάστηκαν (α) και για τροχιές που ανακατασκευάστηκαν με ακρίβεια καλύτερη από 5 (β). Η ενεργός επιφάνεια, έστω S eff (E), που παρίσταται γραφικά στο Σχήμα 5.7 εκτιμήθηκε με τον τρόπο που περιγράφεται από την εξίσωση (5.1), όπου οι διευθύνσεις των παραγόμενων μιονίων ακολουθούν ομοιόμορφη γωνιακή κατανομή καλύπτοντας 4π στερεά γωνία. Η S eff (E) συνδέεται με την ενεργό επιφάνεια A eff (E,θ,φ) της σχέσης (5.1) ως εξής: S eff ( E) = Aeff ( E, θφ, ) F( E, θφ, ) dω, (5.2) FE (, θφ, ) dω όπου F(E,θ,φ) είναι η ροή των μιονίων (αριθμός μιονίων ανά στερεά γωνία, ανά μονάδα επιφάνειας και ανά μονάδα χρόνου), που στην συγκεκριμένη περίπτωση είναι μια σταθερά. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 5.7 η ενεργός επιφάνεια ενός πύργου του ανιχνευτή ΝΕΣΤΩΡ είναι μεγαλύτερη από 20000m 2 για μιόνια με ενέργειες μεγαλύτερες από 10TeV. 3 Η γωνία μεταξύ της διεύθυνσης του παραγόμενου μιονίου και της ανακατασκευασμένης τροχιάς του. 89

5.4 Η πόντιση του ηλεκτρο-οπτικού καλωδίου και του πρότυπου ανιχνευτή Το ηλεκτρο-οπτικό καλώδιο που συνδέει την τοποθεσία ΝΕΣΤΩΡ με το εργαστήριο της ξηράς ποντίστηκε αρχικά τον Ιούνιο του 2000 από το καλωδιακό πλοίο MAERSK-FIGHTER (ALCATEL-TELEDANMARK), αλλά από λάθος χειρισμούς του πλοίου υπέστη βλάβη. Μετά από μια επιτυχή επιχείρηση [109] με χρήση του καλωδιακού πλοίου TENEO (TYCOM) τον Ιανουάριο του 2002, το καλώδιο επισκευάστηκε και το κιβώτιο σύνδεσης, ο σταθμός βυθού και ένας αριθμός από περιβαλλοντικά όργανα ποντίστηκε σε βάθος 4000 μέτρων. Τα περιβαλλοντικά όργανα που ποντίστηκαν περιελάμβαναν ένα υποθαλάσσιο ρευματογράφο, ένα σεισμογράφο βυθού, νεφελόμετρο, πυξίδα, και μετρητές της πίεσης. Για πρώτη φορά δεδομένα μεταδόθηκαν αδιάκοπα στην ξηρά από την βαθιά θάλασσα σε πραγματικό χρόνο. Δυστυχώς, όμως, η επιδείνωση του καιρού δεν επέτρεψε την πόντιση ενός ορόφου του ανιχνευτή. Στο Σχήμα 5.8 παρουσιάζεται η λήψη ενδείξεων από τον σεισμογράφο, που υποδηλώνει ύπαρξη σεισμικής διαταραχής, κατά την διάρκεια συλλογής των περιβαλλοντικών δεδομένων. Σχήμα 5.8: Η ένδειξη του σεισμογράφου, ο οποίος ανίχνευσε ένα μικρό σεισμό κατά την διάρκεια συλλογής των περιβαλλοντικών δεδομένων μετά από την πόντιση του Ιανουαρίου του 2002. Τον Μάρτιο του 2003 χρησιμοποιώντας το καλωδιακό πλοίο RAYMOND CROZE (France Telecom), το ηλεκτρο-οπτικό καλώδιο και ο σταθμός βυθού (πυραμίδα), τα οποία είχαν ποντιστεί στις προηγούμενες επιχειρήσεις, ανελκύθηκαν στην επιφάνεια και ένα εξάγωνο αστέρι τιτανίου (βλέπε Σχήμα 5.9) με 12 οπτικά στοιχεία συνδέθηκε με το κιβώτιο σύνδεσης, και στην συνέχεια ποντίστηκε στα 3800 μέτρα πλήρως εξοπλισμένο με τα ηλεκτρονικά συστήματα ανάγνωσης και μετάδοσης 90

των δεδομένων, μαζί με διάφορους περιβαλλοντικούς αισθητήρες.. Λόγω των περιορισμών που έθετε το πλοίο της πόντισης, το αστέρι που χρησιμοποιήθηκε σε αυτή τη φάση του πειράματος είχε διάμετρο 12 μέτρα, ενώ όσον αφορά τα υπόλοιπα, ο καθιερωμένος εξοπλισμός χρησιμοποιήθηκε. Το αστέρι τοποθετήθηκε 80 μέτρα πάνω από τον σταθμό βυθού. Το σύστημα συλλογής και μετάδοσης των δεδομένων του ανιχνευτή μαζί με όλους τους περιβαλλοντικούς αισθητήρες τέθηκαν σε λειτουργία και η διαδικασία της πόντισης ελεγχόταν διαρκώς, ενώ οι φωτοπολλαπλασιαστές ενεργοποιήθηκαν λίγες ώρες αργότερα, αφού είχαν φτάσει σε ηρεμία μετά από την σύντομη έκθεση στο ηλιακό φως. Ο αντικειμενικός σκοπός της πόντισης αυτής ήταν να γίνει μια πλήρης δοκιμή του ηλεκτρικού συστήματος τροφοδοσίας και κατανομής της ισχύος, του συστήματος ελέγχου και παρακολούθησης του ανιχνευτή, και της αλυσίδας συλλογής και μετάδοσης των δεδομένων από τη θάλασσα στο σταθμό ξηράς. Το σύστημα λειτούργησε συνεχώς για περισσότερο από ένα μήνα και αρκετά εκατομμύρια γεγονότων καταγράφτηκαν. Η πόντιση αυτή, όχι μόνο μας έδωσε ανεκτίμητη εμπειρία πάνω στον χειρισμό και λειτουργία του ανιχνευτή, αλλά επίσης εγκαινίασε την ανάπτυξη και δοκιμή ισχυρών εργαλείων ανακατασκευής και ανάλυσης. Σχήμα 5.9: Το αστέρι τιτανίου διαμέτρου 12 μέτρων λίγο πριν ποντιστεί στα 3800 μέτρα, κατά την διάρκεια της επιχείρησης τον Μάρτιο του 2003. Στα επόμενα κεφάλαια θα περιγραφούν το σύστημα ανάγνωσης και μετάδοσης των δεδομένων που συλλέχθηκαν μετά από την επιτυχή πόντιση του Μαρτίου του 2003, η επεξεργασία του σήματος των φωτοπολλαπλασιαστών, καθώς και η διαδικασία προσομοίωσης και η απόδοση του πρότυπου ανιχνευτή του ενός ορόφου. 91

92