A sinistra, una “foto di famiglia” del team INAF (a sinistra), finalmente sorridente al termine delle operazioni di installazione di TANDEM all’Osservatorio di Loiano il 27 giugno 2023. Da sinistra a destra: Roberto Gualandi, Roberto Di Luca, Albino Carbognani, Sergio Mariotti, Ivan Bruni (davanti) e Alberto Buzzoni (dietro). A destra: TANDEM e’ ora operativo, a fianco del telescopio principale Cassini (sullo sfondo).
TANDEM (acronimo per Telescope Array eNabling DEbris Monitoring) è una nuova addizione strumentale al telescopio “G.D. Cassini” da 152 cm presso l’Osservatorio OAS di Loiano. Alberto Buzzoni è il PI del progetto, che è stato portato a termine nell’ambito delle attività europee di Space Surveillance and Tracking (SST) per OCIS/EU-SST. Lo strumento è stato costruito da ADS Intl. di Annone Brianza (LC) ed è operativo a Loiano da giugno 2023.
TANDEM consiste in una batteria di quattro telescopi newtoniani AG14 f/3, costruiti ad-hoc da ORION Ltd (UK), ciascuno con un’apertura di 35 cm. Lo strumento condivide parte delle capacità di puntamento del Cassini come in una sorta di mega-binocolo. In particolare, l’ancoraggio fisso alla flangia dell’asse di declinazione del Cassini fa sì che i telescopi TANDEM condividano l’angolo orario (e quindi l’ascensione retta, AR) con Cassini. Il puntamento della declinazione può invece essere disaccoppiato, poiché TANDEM può spostare i quattro telescopi secondo il proprio asse di declinazione, nell’intervallo da Dec -30o a +90o. Inoltre, attorno alla direzione comune di puntamento, ciascun telescopio può ulteriormente muoversi in forma indipendente entro un raggio di 10o per mezzo di singoli attuatori.
Pur non raggiungendo l’intera apertura del Cassini, quando combinati, questi telescopi possono eguagliare la superficie di uno specchio monolitico di 70 cm di diametro con un rapporto focale molto aperto, pari a f/1.5. Questa configurazione permette a TANDEM di raggiungere la magnitudine limite V~18.5 in circa 2 min di esposizione o V~20 in 30 min. Ogni telescopio è dotato di una camera Moravian C4-16000 con ruota portafiltri motorizzata e telecomandata che implementa il sistema fotometrico BVRcIc di Johnson-Cousins. La camera è dotata di un CMOS monocromatico front-illuminated di grado scientifico (Grade 1) GSense 4040 (4096×4096 px), con otturatore elettronico. La tecnologia dei pixel CMOS adotta un array di microlenti (CMT). Il rivelatore viene raffreddato a 35o C al di sotto della temperatura ambiente per mezzo di un modulo termoelettrico (Peltier). Una dimensione del pixel di 9 μm fornisce immagini da 17 Mpx a 16 bit di dinamica su un campo di vista (FOV) otticamente corretto di 2ox2o tramite un correttore Wynne da 4″ realizzato ad-hoc dalla Tecnottica Consonni srl di Calco (LC). La scala al CMOS è di 1.75 arcsec/px.
Le caratteristiche operative del TANDEM consentono all’osservatore di ottimizzare la performance d’accordo alla propria strategia osservativa. Può infatti utilizzare TANDEM alla sua massima profondita’ in magnitudine facendo convergere i quattro telescopi sullo stesso FOV 2ox2o o, in alternativa, sfruttare appieno la più ampia copertura angolare sul cielo orientando ciascun telescopio in una direzione diversa, ad esempio per ottenere un mosaico di quattro campi adiacenti, coprendo un FOV 4ox4o oppure puntando simultaneamente quattro campi distanti fra loro fino a 20o per una copertura massima di 16 gradi quadrati. Una serie di patterns di puntamento sono già predefiniti e offerti dal sistema, mentre altre configurazioni personalizzate possono essere facilmente implementate dall’osservatore.
Un campo TANDEM attorno alla splendida nebulosa planetaria della Lyra M57 (la piccola ciambella verde a sinistra nell’immagine), in un’esposizione di 10 secondi del 29 giugno 2023. Si noti, nell’angolo in alto a destra del campo, la scia luminosa del detrito spaziale del razzo vettore Ariane 5 (NORAD 41863) che ha lanciato in orbita MEO il satellite GPS Galileo 15, nel 2016.
Pur con le priorità della dovuta attività istituzionale per i servizi SST/SSA, una frazione del tempo osservativo di TANDEM lungo l’attuale periodo di commissioning (2023-25) potrà essere disponibile per collaborazioni esterne con il gruppo scientifico, d’accordo a condizioni preventivamente concordate (MoU).
Tra i molti campi di interesse astrofisico che potrebbero utilmente sfruttare le capacità operative di TANDEM, possiamo citare (sia pure in maniera assolutamente non esaustiva) i seguenti casi di speciale rilevanza:
- Ricerca di controparti ottiche di eventi GRB e FRB e lampi di onde gravitazionali (GW);
- Ricerca di pianeti extrasolari su grande campo con il metodo dell’occultazione;
- OSETI (ricerca segnali laser interstellari), con fotometria iperveloce;
- Ricerca di asteroidi della fascia principale e NEO e PHA (asteroidi potenzialmente pericolosi);
- Ricerca di “intrusi interstellari” (comete e asteroidi come 1I/’Oumuamua o 2I/Borisov);
- Studio degli impatti meteorici sulla Luna;
- Studio degli “streams” stellari nella Galassia (e altre applicazioni archeo-astronomiche);
- Survey di grande campo di ammassi stellari extragalattici e stelle variabili nelle galassie del Gruppo Locale;
- Studio di transienti celesti serendipiti;
TANDEM è operato dal gruppo di Space Situational Awareness (SSA) dell’OAS, che comprende:
- Ivan Bruni, Antonio De Blasi, Silvia Galleti and Roberto Gualandi: supporto tecnico-osservativo
- Albino Carbognani and Giovanna Stirpe: supporto operativo in ambito EU-SST e data quality check
- Fausto Cortecchia, Emiliano Diolaiti, Matteo Lombini and Laura Schreiber: supporto opto-meccanico
- Roberto Di Luca: supporto informatico
Link di riferimento:
Sito web del consorzio europeo EU-SST: https://www.eusst.eu
Homepage del Gruppo OAS SSA: https://www.oas.inaf.it/it/ricerca/m3-it/
TANDEM nella pagina di Space Science di Alberto Buzzoni: http://www.bo.astro.it/~eps/TANDEM/TANDEM.html
L’attività di SST nel Piano Triennale INAF 2022-24 (Sez. 5): http://www.inaf.it/it/amministrazione-trasparente/disposizioni-generali/atti-generali/documenti-di-programmazione-strategico-gestionale-1/piano-triennale/pta-2022-2024
Il portale dell’INAF “Sorvegliati Spaziali”: https://sorvegliatispaziali.inaf.it/rifiuti-spaziali/5/