‘Nederland is nummer één in radioastronomie, wij moeten het voortouw nemen’

Nederland investeert met de Kennisnetwerkenregeling in technologische doorbraken en wetenschappelijke samenwerking in de ruimtevaart. Het ‘Kennisnetwerk interferometrie in de ruimte’ bouwt telescopen die Nederland een nieuwe Nobelprijs moeten opleveren.

Mark Bentum en Chris Verhoeven dromen groot. Bentum is hoogleraar radiowetenschap bij de TU Eindhoven en hoofd van de afdeling Astronomy & Operations van ASTRON. Verhoeven universitair hoofddocent MicroElectronica bij de TU Delft. Samen leiden ze het Kennisnetwerk interferometrie in de ruimte, dat volgens hen in potentie de volgende Nobelprijs voor Nederland kan opleveren: ‘Alle seinen staan op groen of oranje, niets op rood.’

Een ‘instant consortium’. Zo omschrijft het tweetal het kennisnetwerk waaraan naast hun universiteiten ook de Rijksuniversiteit Groningen, de Radboud Universiteit, SRON, ASTRON, JIVE, TNO en zo’n twintig Nederlandse mkb-bedrijven deelnemen. Samen werken ze aan de technologie voor interferometrie in de ruimte: kleine satellieten met grote radioantennes die samen de geheimen van het heelal ontrafelen.

Luchtfoto van LOFAR | Bron: Drents Landschap Bij interferometrie werken verschillende telescopen samen alsof ze één grote zijn. Op aarde wordt de techniek al veelvuldig gebruikt, onder meer bij de Nederlandse telescoop LOFAR, maar in de ruimte is het relatief nieuw – en behoorlijk complex. Naast de juiste satellieten en antennes, heb je ook communicatie tussen de satellieten en van de satellieten naar de grond nodig. Daar komt bij dat de satellieten op zijn minst als een zwerm bij elkaar moeten blijven, soms ver weg van de aarde. Zo’n zwerm kan zichzelf ‘repareren’, mocht een van de satellieten door technische problemen uitvallen.

Maar áls het lukt om dit allemaal werkend te krijgen, dan is de wetenschappelijke beloning er een van wereldniveau. ‘Onze’ technologie kan een licht werpen op het ontstaan van sterrenstelsels in de eerste, donkere jaren van het heelal. Het kan zwarte gaten bestuderen. En het kan magnetische velden van exoplaneten onderzoeken – een randvoorwaarde voor de aanwezigheid van leven. Deze magnetische velden zijn nooit eerder waargenomen.

Er zijn twee belangrijke redenen om radioastronomie te bedrijven vanuit de ruimte, vertelt Bentum: ‘De frequenties die wij onderzoeken worden op aarde ook veelvuldig gebruikt. Er is dus veel storing in de waarnemingen vanaf de aarde. Daarbij heeft de aarde een atmosfeer die veel interessante radiosignalen tegenhoudt. De meest logische plek voor onze instrumenten is dus in de ruimte, zoals aan de achterkant van de maan of in een baan rond de maan.’

Het kennisnetwerk kan een katalysator zijn voor ontwikkelingen die Nederland anders niet aan zou durven, denkt Verhoeven. ‘Nederland is wereldwijd de nummer één op het gebied van radioastronomie. Toch zijn we tot nu toe bijna altijd participant in grote ruimteprojecten. Wij zeggen: nu nemen we eens de leiding. Samen kunnen we de technologie ontwikkelen. We hebben de wetenschappers, de ingenieurs, de industrie. We zijn het aan onze stand verplicht om het voortouw te nemen.’

Artist impression van OLFAR | Bron: ASTRON De samenwerking leidde al tot verschillende proof of concept studies en zelfs een kant en klare ontvanger voor de toekomstige radio-interferometer Orbiting Low Frequency Array (OLFAR). Een ontvanger die op een pocketcube satelliet naar de ruimte zal gaan om daar getest te worden. Een tweede wapenfeit is de ontwikkeling van een reusachtige, opblaasbare antenne van tien kubieke meter die, zodra de coronamaatregelen het toestaan, op vijftig kilometer hoogte getest zal worden op een Indiase stratosfeerballon.

Met de ultieme radiotelescoop in de ruimte kunnen we volgens Bentum baanbrekende wetenschap bedrijven. Maar spin-offs zijn er ook: ‘Kennis van interferometrie kun je ook toepassen op aarde, bijvoorbeeld om zaken te lokaliseren. En de algoritmes die nodig zijn om meerdere satellieten op de juiste positie in de ruimte te houden, leiden tot veel ervaring met gedistribueerd rekenen.’ Terwijl een zwerm telescopen rond de maan zoekt naar de oorsprong van sterrenstelsels, kan een zwerm satellieten rond de aarde uitgerust met dezelfde technologie hier op aarde proberen aardbevingen te voorspellen, natuurrampen te detecteren waarna bijvoorbeeld een zwerm drones de slachtoffers kan helpen of verdachten van een misdrijf opsporen.

Bentum en Verhoeven willen hun kennisnetwerk de komende jaren verder uitbouwen: ‘Wereldwijd zijn er drie tot vier groepen die op dit niveau werken aan interferometrie in de ruimte en de spin-offs die deze technologie mogelijk maakt. Nederland kan zich meten met die groepen als we samenwerken. De doelen die we nastreven zijn groot genoeg voor alle betrokken partijen om er winst uit te halen. Dus als een nieuwe partij zich aandient, zeggen wij: kom aan boord!’