A seguito di una revisione delle valutazioni ingegneristiche che hanno riscontrato danni all'Osservatorio di Arecibo non possono essere stabilizzati senza rischi per i lavoratori edili e il personale della struttura, la National Science Foundation degli Stati Uniti avvierà i piani per dismettere il telescopio da 305 metri, che per 57 anni è stata una risorsa di livello mondiale per la radioastronomia, planetario, sistema solare e ricerca geospaziale.

La decisione arriva dopo che NSF ha valutato diverse valutazioni da parte di società di ingegneria indipendenti che hanno scoperto che la struttura del telescopio è in pericolo di un guasto catastrofico e che i suoi cavi potrebbero non essere più in grado di sostenere i carichi per cui sono stati progettati. Per di più, diverse valutazioni hanno affermato che qualsiasi tentativo di riparazione potrebbe mettere i lavoratori in pericolo di vita potenzialmente pericoloso. Anche in caso di riparazioni in corso, gli ingegneri hanno scoperto che la struttura avrebbe probabilmente presentato problemi di stabilità a lungo termine.

"NSF dà priorità alla sicurezza dei lavoratori, Personale e visitatori dell'Osservatorio di Arecibo, che rende necessaria questa decisione, anche se sfortunato, " ha dichiarato il direttore della NSF Sethuraman Panchanathan. "Per quasi sei decenni, l'Osservatorio di Arecibo è servito come un faro per la scienza rivoluzionaria e come può essere una partnership con una comunità. Anche se questo è un cambiamento profondo, cercheremo modi per assistere la comunità scientifica e mantenere quel forte rapporto con la gente di Porto Rico".

Gli ingegneri stanno esaminando il telescopio di 305 metri dell'Osservatorio di Arecibo da agosto, quando uno dei suoi cavi di supporto si è staccato. NSF ha autorizzato l'Università della Florida centrale, che gestisce Arecibo, adottare tutte le misure ragionevoli e utilizzare i fondi disponibili per affrontare la situazione, garantendo al tempo stesso che la sicurezza rimanga la massima priorità. UCF ha agito rapidamente, e il processo di valutazione seguiva la tempistica prevista, vista l'età della struttura, la complessità della progettazione e il rischio potenziale per i lavoratori.

Le squadre di ingegneri avevano progettato ed erano pronte per implementare la stabilizzazione strutturale di emergenza del sistema di cavi ausiliari. Mentre l'Osservatorio provvedeva alla consegna di due cavi ausiliari sostitutivi, oltre a due cavi temporanei, un cavo principale si è rotto sulla stessa torre il 6 novembre. Sulla base delle sollecitazioni sul secondo cavo rotto, che avrebbe dovuto rientrare nella sua capacità di funzionare senza rompersi, gli ingegneri hanno concluso che i cavi rimanenti sono probabilmente più deboli di quanto originariamente previsto.

"La leadership dell'Osservatorio di Arecibo e l'UCF hanno svolto un lavoro encomiabile nell'affrontare questa situazione, agendo rapidamente e perseguendo ogni possibile opzione per salvare questo incredibile strumento, " ha detto Ralph Gaume, direttore della Divisione di Scienze Astronomiche della NSF. "Fino a quando non sono arrivate queste valutazioni, la nostra domanda non era se l'osservatorio dovesse essere riparato, ma come. Ma alla fine, una preponderanza di dati ha mostrato che semplicemente non potevamo farlo in sicurezza. E questa è una linea che non possiamo superare".

Lo scopo del piano di smantellamento della NSF si concentrerebbe solo sul telescopio da 305 metri ed è destinato a preservare in sicurezza altre parti dell'osservatorio che potrebbero essere danneggiate o distrutte in caso di un imprevisto, crollo catastrofico. Il piano mira a conservare quanto più possibile le restanti infrastrutture dell'Osservatorio di Arecibo, in modo che rimanga disponibile per future missioni di ricerca e formazione.

Il processo di disattivazione prevede lo sviluppo di un piano tecnico di esecuzione e il rispetto di una serie di norme legali, ambientale, sicurezza e requisiti culturali nelle prossime settimane. NSF ha autorizzato un rilievo fotografico ad alta risoluzione utilizzando droni, e sta considerando le opzioni per la valutazione forense del cavo rotto, se tale azione potrebbe essere eseguita in sicurezza, per vedere se nuove prove potrebbero informare i piani in corso. Questo lavoro è già iniziato e continuerà per tutta la pianificazione del decommissioning. Attrezzature e altri materiali saranno temporaneamente spostati in edifici al di fuori della zona di pericolo. Quando tutti i preparativi necessari sono stati fatti, il telescopio sarebbe soggetto ad uno smontaggio controllato.

Dopo lo smantellamento del telescopio, NSF intende ripristinare le operazioni in attività come la struttura LIDAR dell'Osservatorio di Arecibo, un prezioso strumento di ricerca geospaziale, nonché presso il centro visitatori e la struttura fuori sede di Culebra, che analizza la copertura nuvolosa e i dati sulle precipitazioni. NSF cercherà anche di esplorare le possibilità di espandere le capacità educative del centro di apprendimento. Le misure di sicurezza dovute alla pandemia di COVID-19 rimarranno in vigore, se del caso.

Proseguiranno alcune operazioni di Arecibo di analisi e catalogazione dei dati d'archivio raccolti dal telescopio. UCF ha garantito funzionalità avanzate di cloud storage e analisi nel 2019 attraverso un accordo con Microsoft, e l'osservatorio sta lavorando per migrare i dati in loco su server al di fuori dell'area interessata.

Le aree dell'osservatorio che potrebbero essere interessate da un crollo incontrollato sono state evacuate dopo la rottura del cavo di novembre e rimarranno chiuse al personale non autorizzato durante la disattivazione. NSF e UCF lavoreranno per ridurre al minimo il rischio nell'area in caso di crollo imprevisto. NSF ha dato la priorità a un rapido, processo completo con l'intento di evitare un tale evento.

NSF riconosce l'importanza culturale ed economica dell'Osservatorio di Arecibo a Porto Rico, e come il telescopio funge da ispirazione per i portoricani che considerano l'istruzione e l'occupazione in STEM. L'obiettivo di NSF è lavorare con il governo portoricano e altre parti interessate e partner per esplorare la possibilità di utilizzare le risorse dell'Osservatorio di Arecibo per scopi educativi.

"Nel corso della sua vita, L'Osservatorio di Arecibo ha contribuito a trasformare la nostra comprensione della ionosfera, mostrandoci come la densità, composizione e altri fattori interagiscono per modellare questa regione critica in cui l'atmosfera terrestre incontra lo spazio, " ha detto Michael Wiltberger, capo della sezione Geospace di NSF. "Mentre sono deluso dalla perdita di capacità investigative, Ritengo che questo processo sia un passo necessario per preservare la capacità della comunità di ricerca di utilizzare le altre risorse dell'Osservatorio di Arecibo e, si spera, garantire che un importante lavoro possa continuare presso la struttura".

Riepilogo tecnico

Il telescopio dell'Osservatorio di Arecibo è costituito da una parabola radio 1, 000 piedi (305 metri) di diametro con una piattaforma strumentale da 900 tonnellate sospesa a 450 piedi sopra. La piattaforma è sospesa tramite cavi collegati a tre torri.

Il 10 agosto 2020, un cavo ausiliario guasto, scivolando dalla sua sede in una delle torri e lasciando uno squarcio di 30 metri nella parabola sottostante. NSF ha autorizzato l'Osservatorio di Arecibo ad adottare tutte le misure ragionevoli e utilizzare i fondi disponibili, che ammontava a milioni di dollari, per garantire l'analisi e le attrezzature necessarie per affrontare la situazione. Gli ingegneri stavano lavorando per determinare come riparare il danno e determinare l'integrità della struttura quando un cavo principale collegato alla stessa torre si è rotto il 6 novembre.

Il secondo cavo rotto è stato inaspettato:le valutazioni ingegneristiche a seguito del guasto del cavo ausiliario hanno indicato che la struttura era stabile e che era in corso il processo di pianificazione per ripristinare il funzionamento del telescopio. Gli ingegneri hanno successivamente scoperto che questo cavo principale da 3 pollici si è spezzato a circa il 60% di quella che avrebbe dovuto essere la sua forza di rottura minima durante un periodo di tempo calmo, aumentando la possibilità che altri cavi siano più deboli del previsto.

Le ispezioni degli altri cavi hanno rivelato nuove rotture di filo su alcuni dei cavi principali, che erano originali della struttura, e prove di uno slittamento significativo in diverse prese che tengono i restanti cavi ausiliari, che sono stati aggiunti durante un refit negli anni '90 che hanno aggiunto peso alla piattaforma dello strumento.

Thornton Tomasetti, la società di ingegneria storica incaricata da UCF per valutare la struttura, ha scoperto che, data la probabilità che un altro cavo si guasti, i lavori di riparazione sul telescopio, comprese le misure di mitigazione per stabilizzarlo per lavori aggiuntivi, non sarebbero sicuri. Le prove di stress per acquisire una misura più accurata della resistenza dei cavi rimanenti potrebbero far crollare la struttura, Thornton Tomasetti trovato. La ditta ha consigliato una demolizione controllata per eliminare il pericolo di un crollo imprevisto.

"Anche se ci rattrista fare questa raccomandazione, riteniamo che la struttura debba essere demolita in maniera controllata non appena pragmaticamente possibile, ", afferma la lettera di raccomandazione per l'azione presentata da Thornton Tomasetti. "È quindi nostra raccomandazione di pianificare rapidamente lo smantellamento dell'osservatorio ed eseguire una demolizione controllata del telescopio".

UCF ha anche assunto altre due società di ingegneria per fornire valutazioni della situazione. Un'azione di stabilizzazione immediata consigliata. L'altro, dopo aver esaminato il modello di Thornton Tomasetti, ha convenuto che non esiste alcuna linea d'azione che possa verificare in sicurezza la stabilità della struttura e sconsigliato di consentire al personale di salire sulle piattaforme o sulle torri del telescopio.

"Rimane da fare un lavoro critico nel campo delle scienze atmosferiche, scienze planetarie, radioastronomia e radarastronomia, Il presidente dell'UCF Alexander N. Cartwright ha dichiarato:"UCF è pronta a utilizzare la sua esperienza con l'osservatorio per unirsi ad altre parti interessate nel perseguire il tipo di impegno e finanziamento necessari per continuare e costruire sui contributi di Arecibo alla scienza".

Dopo aver ricevuto le valutazioni contrattuali, NSF ha coinvolto una società di ingegneria indipendente e l'Army Corps of Engineers per esaminare i risultati. La ditta assunta da NSF concordava con le raccomandazioni di Thornton Tomasetti ed esprimeva preoccupazione per il pericolo significativo di un collasso incontrollato. L'Army Corps of Engineers ha raccomandato di raccogliere ulteriori prove fotografiche della struttura e una valutazione forense completa del cavo rotto.

Dato che qualsiasi scenario di stabilizzazione o riparazione richiederebbe che i lavoratori si trovino sopra o vicino alla struttura del telescopio, il grado di incertezza sulla resistenza dei cavi e le forze estreme in gioco, NSF ha accettato la raccomandazione di prepararsi allo smantellamento controllato del telescopio da 305 metri.