EUSO-SPB2  è un esperimento condotto su pallone stratosferico per la misura di sciami atmosferici generati da raggi cosmici di altissima energia e dal decadimento di neutrini atmosferici e cosmogenici

EUSO-SPB2 (Extreme Universe Space Observatory - Super Pressure Balloon 2) è una missione NASA sviluppata nel contesto del programma JEM-EUSO per la dimostrazione di una innovativa tecnica di osservazione dello Spazio con uno strumento che sarà operato durante un volo su pallone stratosferico. Lo strumento EUSO-SPB2 monitorerà il cielo notturno dell’emisfero australe con due telescopi indipendenti, basati su un sistema ottico di Schmidt a disegno catadiottrico con elementi ottici riflettenti e rifrattivi. I due telescopi misureranno separatamente la componente di luce di Fluorescenza e di luce Cherenkov prodotta dagli sciami atmosferici generati sia da raggi cosmici di altissima energia provenienti da fuori dall’atmosfera, sia generati da decadimento di neutrini tau provenienti dal basso, appena sotto la linea dell’orizzonte. Le due componenti di luce si differenziano per la loro “durata” (circa 1µs per la luce di Fluorescenza e qualche ns per la luce Cherenkov) e necessitano quindi di sensori ed elettronica di acquisizione specializzate per ciascun telescopio. Lo sviluppo, costruzione ed operazione dei due telescopi sullo stesso strumento rappresentano quindi un obiettivo fondamentale per verificare la possibilità di osservare sciami atmosferici dallo Spazio misurando in maniera sinergica entrambe le componenti di luce.

La missione EUSO-SPB2 rappresenta la continuazione della missione EUSO-SPB1 (lanciato dalla base di Wanaka, Nuova Zelanda, nel 2017) ed è parte del programma JEM-EUSO insieme all’apparato di terra EUSO-TA (installato in Utah, US dal 2013) e alla missione spaziale Mini-EUSO, (installata ad agosto 2019 nella Stazione Spaziale Internazionale). EUSO-SPB2 è inoltre un esperimento dimostratore per la missione spaziale POEMMA , una sonda multimessaggero nell’ambito del programma NASA “Decadal Survey (2020-2030)” per lo studio delle regioni più estreme dell’Universo attraverso l’osservazione dei raggi cosmici di altissima energia (>1019 eV) e di neutrini astrofisici e cosmogenici con la tecnica che SPB2 vuole dimostrare.

L’Agenzia Spaziale Italiana partecipa insieme all’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) a questo esperimento dal 2021, nell'ambito di una collaborazione internazionale che comprende NASA e istituti di ricerca e università in USA, Francia, Giappone, Polonia, Russia, Svezia, Repubblica Ceca, Slovacchia e Svizzera. I ricercatori italiani dell’INFN (sedi di Bari, Catania, Napoli, Roma Tor Vergata e Torino) e delle Università di Catania e Torino hanno ruoli chiave nella collaborazione JEM-EUSO, e sono responsabili della realizzazione del telescopio di Fluorescenza e del sistema di acquisizione dati del telescopio, del sistema di trigger, del software di controllo e comunicazione con l’esperimento e dello sviluppo di innovativi rivelatori a stato solido per la rivelazione di luce di Fluorescenza e Cherenkov nello Spazio.

Una volta integrato, lo strumento SPB2 sarà collaudato prima con misure di calibrazione nel sito dell’esperimento Telescope Array, dove è già collocato il rivelatore EUSO-TA, e poi con test di accettazione presso la base della Columbia Scientific Balloon Facility (CSBF) della NASA, situata a Palestine (TX). Infine sarà spedito alla base Wanaka (Nuova Zelanda), dove la data di lancio è fissata per la primavera del 2023.

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