Nederland ontwikkelt ruimtetechnologie voor meten zwaartekrachtgolven
Nederlandse instituten gaan technologie ontwikkelen die het mogelijk maakt om zwaartekrachtgolven te meten met de Laser Interferometer Space Antenna (LISA), een ruimtemissie van ESA en NASA. Het NSO financiert de ontwikkeling van een uiterst precies richtsysteem voor deze missie door TNO met 1,4 miljoen euro.
LISA bestaat uit drie satellieten die op 2,5 miljoen kilometer afstand van elkaar in de ruimte zweven. De satellieten staan met elkaar in verbinding via laserstralen. Een rimpeling in de ruimte, veroorzaakt door een voorbijtrekkende zwaartekrachtgolf, zorgt voor een kleine verandering in de afstand tussen de satellieten. Dankzij de zwaartekrachtgolven kunnen astronomen gebeurtenissen in het heelal observeren die voor onze huidige telescopen onzichtbaar zijn, zoals bijvoorbeeld botsingen tussen zwarte gaten of neutronensterren. ESA en NASA verwachten LISA te lanceren in het jaar 2034.
LISA detecteert zwaartekrachtgolven door drie satellieten die via laserstralen contact met elkaar houden. (beeld: ESA)
Baanbrekende ruimtemissie
TNO is verantwoordelijk voor de ontwikkeling van precisieoptica waarmee de laserstralen tussen de LISA-satellieten ongelooflijk nauwkeurig worden uitgelijnd. Juist deze technologieontwikkeling is het waard om te ondersteunen met 1,4 miljoen euro van het Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap, zegt Joost Carpay van het NSO. ‘We verwachten hiermee een mooie Nederlandse technologische bijdrage te kunnen leveren aan een wetenschappelijk baanbrekende ruimtemissie.’
De subsidie voor TNO is toegekend na een zorgvuldige selectieprocedure. Die begint in het Instrumentencluster, waar Carpay voorzitter van is. Een groep van negen instellingen en bedrijven beoordeelt subsidieaanvragen voor nieuwe, kansrijke technologie voor de ruimtevaart. Vervolgens buigt een externe commissie van onafhankelijke en objectieve experts zich over de verschillende aanvragen. Dit kunnen wetenschappers zijn, maar ook mensen met een technische achtergrond. Op basis van deze adviezen beslist de directeur NSO over de subsidie.
Nederland heeft reputatie
Het NSO kent de subsidie toe aan deze technologieontwikkeling door TNO, omdat het goed past in het Nederlands ruimtevaartbeleid. Enerzijds borduurt het voort op de uitstekende reputatie die we hebben op het gebied van heel precieze optica voor satellietinstrumenten, de zogenoemde optomechatronica. Anderzijds geeft het Nederlandse wetenschappers vroege toegang tot de gegevens die de LISA-missie gaat produceren. Dit stimuleert hoogstaand Nederlands natuurkundig en astronomisch onderzoek.
Zwaartekrachtgolven ontstaan door heftoge kosmische gebeurtenissen, zoals botsende zwarte gaten. (beeld: ESA)
‘Dit project is mooi omdat het precies past bij het ruimtevaartbeleid van Nederland.’, aldus Carpay. “Dit beleid is gericht op een zo groot mogelijke opbrengst voor de Nederlandse wetenschap, maatschappij en economie”. Wetenschap en technologie werken in de ruimtevaart dan ook heel nauw samen: wetenschappers vertellen aan welke eisen het satellietinstrument moet voldoen. Ingenieurs van industrie en instituten bouwen vervolgens de hardware die fundamentele wetenschap mogelijk maakt.’
Aan boord van de LISA-satellieten zullen de precisieoptica van TNO samenwerken met quadrant-fotodiodes, ontwikkeld onder aanvoering van het Nederlands ruimteonderzoeksinstituut SRON. Deze sensoren registreren de laserstralen tussen de satellieten. De variaties in het signaal van de lasers verraden de aanwezigheid van zwaartekrachtgolven.