Il rivelatore di raggi cosmici Alpha Magnetic Spectrometer AMS-02, installato a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) nel 2011, si prepara a una nuova fase della sua missione scientifica. A oltre un decennio dal suo lancio, per massimizzare il ritorno scientifico nella fase finale di operatività dello strumento, la Collaborazione AMS, guidata dal Premio Nobel per la Fisica Samuel C. C. Ting e alla quale partecipano anche l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e l’INFN, ha, infatti, avviato l’importante programma AMS Upgrade per il potenziamento dell’apparato, che prevede l’installazione di un nuovo strato di rivelatori. Le attività di qualifica della nuova componente, chiamata Layer 0 (L0), sono state presentate nell’ambito del L2L Summit “Dalla Lana alla Luna”, che si è tenuto venerdì 26 giugno 2026 al Teatro Civico di Schio, Vicenza, su iniziativa del Distretto Scienza e Tecnologia.
“Progettato per lo studio delle particelle di alta energia provenienti dallo spazio, AMS-02 sta contribuendo a definire con grande dettaglio le nostre conoscenze dei raggi cosmici, offrendo nuove informazioni utili a studiare questioni ancora aperte, come l’esistenza di antimateria primordiale e la natura della materia oscura”, commenta Alberto Oliva, ricercatore dell’INFN e responsabile nazionale di AMS. “Ora, per estendere ulteriormente la capacità scientifica dell’esperimento, la Collaborazione AMS ha progettato un aggiornamento tecnologico, che consentirà di sfruttare al massimo il tempo operativo residuo dello strumento sulla Stazione Spaziale Internazionale”.
“L’aggiornamento L0 migliorerà in modo significativo la sensibilità del rivelatore, in termini di risoluzione ed efficienza di tracciamento delle particelle, e di capacità di distinguere segnali rari in un fondo estremamente complesso”, spiega Giovanni Ambrosi, ricercatore dell’INFN e responsabile del progetto Upgrade. “AMS-02 aumenterà di un fattore tre la capacità di misura delle particelle cosmiche e raddoppierà, nei prossimi anni, il numero complessivo di eventi registrati, migliorando significativamente la sensibilità del rivelatore nella ricerca di antimateria e nelle misure di precisione dei raggi cosmici”.
La nuova componente L0 ha da poco raggiunto un traguardo decisivo: è stata, infatti, sottoposta a una rigorosa campagna di test di qualifica spaziale che si è conclusa con successo. Le attività, coordinate dall’INFN e realizzate assieme a CERN, MIT e NASA hanno incluso test di vibrazione per simulare le condizioni di lancio e cicli termici in camera a vuoto per riprodurre l’ambiente estremo dello spazio. I test sono stati condotti con il supporto di ALCA Space, l’azienda vicentina che ha realizzato la camera a vuoto, nella sede della ditta Space Industries.
Superate le verifiche che hanno certificato ufficialmente che è pronto per il lancio, L0 è partito alla volta del CERN per le ultime attività di calibrazione, che prevedono l’esposizione a un fascio di protoni ad alta energia, per garantire la massima accuratezza delle misure quando operativo in orbita. Ultimata la calibrazione, L0 partirà per gli Stati Uniti da dove sarà lanciato nel 2027.
AMS-02 Partito da Cape Canaveral nel 2011 con lo Space Shuttle Endeavour durante la missione STS-134, e installato sul segmento S3 della struttura esterna della ISS da un braccio robotico guidato dagli astronauti Roberto Vittori e Drew Feustel, AMS-02 è il più grande rivelatore di particelle mai operato nello spazio.
Anche un altro astronauta italiano ha contribuito al successo di AMS-02: Luca Parmitano ha, infatti, guidato una delle più complesse campagne di attività extraveicolari (EVA) mai realizzate sulla Stazione Spaziale Internazionale. Tra novembre 2019 e gennaio 2020, nell’ambito della missione Beyond, Parmitano e il collega Andrew Morgan hanno effettuato quattro passeggiate spaziali dedicate alla riparazione di AMS-02. In particolare, le EVA hanno incluso la rimozione delle protezioni esterne del sistema, la preparazione e il taglio delle linee di raffreddamento, l’installazione di nuovi dispositivi meccanici e, soprattutto, la sostituzione del sistema di pompaggio del circuito termico dello strumento. L’intervento, non previsto in fase di progettazione dello strumento, ha richiesto lo sviluppo di procedure e attrezzature dedicate e si è concluso con successo, consentendo di prolungare per molti anni l’operatività scientifica dell’esperimento.
Nel corso degli anni, AMS-02 ha raccolto oltre 200 miliardi di eventi cosmici, fornendo misure di altissima precisione su protoni, nuclei di elio e altri nuclei pesanti, elettroni e positroni. Tra i risultati più significativi, l’osservazione di un comportamento inatteso nel flusso di positroni ad alta energia e le misure estremamente accurate dei rapporti tra isotopi e nuclei rari nei raggi cosmici. Questi dati hanno aperto nuove domande su possibili segnali indiretti di materia oscura e sull’origine delle particelle ad altissima energia che attraversano la nostra galassia.
Il ruolo centrale dell’Italia nella missione AMS L’Italia ha avuto un ruolo determinante fin dalle prime fasi della missione AMS e continua a essere un attore chiave anche nello sviluppo dell’Upgrade L0. L’INFN, insieme alle Università di Perugia, Trento, Roma Sapienza e Roma Tor Vergata, Milano, Pisa e Bologna, con il supporto dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), ha contribuito in modo sostanziale sia alla progettazione e allo sviluppo tecnologico del rivelatore, sia alle analisi dei dati scientifici raccolti nello spazio. Questo contributo conferma il ruolo di primo piano della comunità scientifica italiana nella fisica astroparticellare e nelle grandi collaborazioni internazionali dedicate all’esplorazione dell’universo.
