La Cina sta finanziando la costruzione di un telescopio spaziale chiamato TianLin, una parola cinese che significa “vicini nel cielo”, che osserverà nella lunghezza d’onda dall’ottico all’ultravioletto. La fase di progettazione durerà 10 anni. La durata nominale di missione operativa nello spazio, invece, è prevista essere uguale o maggiore di 10 anni.

Il lancio è previsto per il 2035 con un Lunga Marcia 9, il nuovo vettore pesante che la Cina sta progettando. Il LM9 dovrebbe essere pronto all’inizio del prossimo decennio, e plausibilmente sarà l’unico in grado di lanciare un telescopio di queste dimensioni. Il veicolo sarà inizialmente lanciato verso un’orbita GTO, per poi essere trasferito in orbita Halo attorno al punto lagrangiano L2 del sistema Terra-Sole, a 1.5 milioni di chilometri dalla Terra.

L’intero osservatorio, compreso il telescopio e gli strumenti scientifici, peserà circa 15,6 tonnellate. Sarà posizionato su una piattaforma che sarà sviluppata assieme al telescopio, per realizzare l’elevata stabilità dinamica e termica richiesta dagli obiettivi scientifici della missione. Il carico utile complessivo potrà arrivare a pesare circa 40 tonnellate in tutto.

TianLin sarà dedicato principalmente alla caratterizzazione di esopianeti rocciosi nelle zone abitabili attorno a stelle vicine, in particolare di pianeti “gemelli” della Terra.

?CZ9 rocket will send a 40t telescope into SEL2 halo orbit in 2035 to search for extraterrestrial life and livable planets. Tianlin(天邻/SkyNeighbor) telescope will carry 15.6t science instruments including 6m mirror, WRHDS, HSRC, HCC, FGSs, etc. Source: https://t.co/GsH1ZcF2xh pic.twitter.com/Lo8i1CpLzW

— CNSA Watcher (@CNSAWatcher) February 28, 2023

L’ottica e la strumentazione scientifica

Il sistema ottico proposto utilizza tre specchi fuori asse, con uno specchio primario di 6 metri di diametro in un unico pezzo. Lo scopo è quello di esaminare l’atmosfera dei pianeti vicini simili alla Terra, cercando segni di vita con una precisione senza precedenti, tramite la tecnica della spettroscopia diretta.

Il campione target deve essere costruito sulla base di indagini precedenti, effettuate con il metodo del transito o dell’imaging diretto di stelle vicine. L’equipaggiamento consisterà in quattro diversi strumenti scientifici:

• Wide-Range High Dispersion Spectrograph (WRHDS).
• High Spatial Resolution Camera (HSRC).
• High Contrast Coronagraph (HCC).
• Fine Guidance Sensors (FGSs).

Per quanto riguarda il WRHDS, la spettroscopia ad alta dispersione è una tecnica che consente di caratterizzare la composizione chimica delle atmosfere dei pianeti extrasolari. Utilizzando una dispersione alta, le bande di elementi chimici normalmente poco definite si risolvono a singole linee, permettendo di distinguere molto più facilmente le firme di determinati elementi. Anche l’Extremely Large Telescope dell’ESO, in costruzione, vedrà installato uno spettrografo ad alta dispersione. Averne uno nello spazio, TianLin, potrebbe sicuramente portare ottimi risultati, grazie all’assenza dell’atmosfera terrestre.

Il coronografo, invece, è uno strumento progettato per bloccare la luce diretta di una stella in modo tale da risolvere oggetti a essa vicini, come esopianeti orbitanti. I coronografi ad alto contrasto sono sfruttati proprio per trovare pianeti extrasolari attorno a stelle vicine.

Infine, i quattro sensori di guida (FGSs) saranno utilizzati per i micromovimenti degli specchi in fase di puntamento degli oggetti da osservare, così da favorire allineamenti ad alta precisione e stabilità.

Gli obiettivi scientifici

L’obiettivo scientifico primario della missione è la ricerca e la caratterizzazione delle atmosfere di esopianeti vicini. In particolare, quella di pianeti simili alla Terra e di pianeti rocciosi nella zona abitabile intorno a stelle di tipo G e K, per esplorarne l’abitabilità e per cercare potenziali biosegnali nelle loro atmosfere o sulle loro superfici.

L’obiettivo scientifico secondario è ottenere una comprensione il più completa possibile dei vari tipi di pianeti e sistemi planetari: di cosa sono fatti, come si formano ed evolvono e cosa forma le loro atmosfere. Questo obiettivo sarà perseguito conducendo un’approfondita indagine spettroscopica su un campione di pianeti rocciosi e gassosi vicini (più di 100 esopianeti osservati) con una precisione e un’accuratezza senza precedenti.

Inoltre, la fotocamera HSRC potrà lavorare simultaneamente con altri strumenti come il coronografo, così da ottenere 100 immagini a campo profondo dell’Universo lontano in varie bande, con la migliore risoluzione spaziale e la migliore sensibilità di sempre. Esse saranno in grado di fornire importanti informazioni sull’ecosistema delle galassie e su altri misteri cosmici.

Le potenzialità di TianLin

Una missione di questo tipo ha la capacità di fornire immagini UV multicolore ad alta risoluzione spaziale e spettri UV con una sensibilità di circa due ordini di grandezza superiore a quella del telescopio spaziale Hubble.

Sebbene esistano numerose missioni spaziali su piccola scala progettate per rilevare lo spettro UV (IUE, FUSE) o immagini nell’UV (GALEX), sono tutte molto meno sensibili, e ormai concluse. Pertanto, grazie alla sua straordinaria potenza e sensibilità, Tianlin dovrebbe portare un grosso contributo in vari rami dell’astrofisica moderna, tra cui la rete cosmica, le galassie vicine e lontane, le stelle all’interno e all’esterno della Galassia e le proprietà della materia oscura, dell’energia oscura e dell’energia interstellare. Soprattutto se combinato con il James Webb nello spazio e il futuro Extremely Large Telescope a Terra.

Qui è reperibile l’abstract dell’articolo di Wang et al. 2023 che presenta il telescopio TianLin.