Lancering James Webb nadert: een gouden bloem, met in het hart Nederlands vernuft

De spanning stijgt bij astronomen in de hele wereld. Op 24 december wordt, als alle seinen op groen blijven staan, de James Webb Space Telescope gelanceerd. Nederland bouwde mee aan deze nu al roemruchte telescoop. En Nederlandse astronomen zullen hem in de toekomst veelvuldig gebruiken bij het ontrafelen van de grote geheimen van ons heelal.

De spiegel van JWST voor de laatste keer uitgevouwen op aarde. (beeld: NASA) De James Webb Space Telescope (JWST) is de opvolger van de Hubble ruimtetelescoop, die ruim dertig jaar na zijn lancering nog altijd operationeel is. Hubble veranderde ons beeld van het heelal voorgoed. Wie kent niet de deep field opnames van sterrenstelsels, miljarden jaren oud. Of de pillars of creation, een prachtig beeld van kleurrijke stofwolken waarin sterren en planeten worden geboren?

Waar Hubble zijn ontdekkingen deed in de golflengtes van het zichtbare licht, neemt de JWST waar in het infrarode deel van het spectrum. ‘Dat is een enorme uitdaging’, zegt astrofysicus Ewine van Dishoeck. ‘Maar juist daar, in de zwakste signalen uit het heelal, zitten de grootste ontdekkingen verstopt.’ De JWST zal ontdekkingen mogelijk maken over het ontstaan van de eerste sterrenstelsels, over de geboorte van sterren en planeten en mogelijk zelfs over (de kans op) leven buiten ons zonnestelsel.

The pillars of creations, opname van Hubble van wolken van stof en gas waar sterren geboren worden. (beeld: NASA) Koud instrument

Een van de vier instrumenten aan boord van de JWST is MIRI: het Mid-InfraRed Instrument. MIRI werd deels in Nederland ontwikkeld en gebouwd onder leiding van de Optische-Infraroodgroep van de Nederlandse Onderzoeksschool voor Astronomie (NOVA). Naast Nederlandse universiteiten droegen ook TNO, ASTRON, SRON en minstens vijftig Nederlandse bedrijven, groot en klein, bij aan de ontwikkeling van deze spectrograaf.

MIRI is iets kleiner dan een wasmachine en vrijwel helemaal gebouwd van aluminium. Het instrument wordt in de ruimte gekoeld tot 6,8 Kelvin, ongeveer -233 graden Celsius. Want alleen als de spectrograaf zó koud is, kan hij straling opvangen van net na de oerknal en de geboorte waarnemen van sterren en planeten dóór het stof van de pillars of creation heen…

Voordeel voor Nederland

Dat juist Nederland het instrument bouwde, is volgens Ramon Navarro, manager van de optische infraroodgroep bij NOVA, eenvoudig te verklaren: ‘In de tijd dat JWST op de tekentafel lag, had Nederland net twee infrarood instrumenten opgeleverd voor de Very Large Telescope in Chili. Die instrumenten kijken met dezelfde infrarode golflengtes en werken met dezelfde technieken, maar dan vanaf een bergtop op aarde in plaats van in de ruimte. Onze ervaring en reputatie op dit gebied maakte ons een logische partner voor dit project.’

De verwachtingen rond MIRI zijn hooggespannen. Honderden astronomen in de hele wereld hebben waarneemtijd met het instrument aangevraagd, zodat zij als eerste nieuwe ontdekkingen kunnen doen. Nederlandse sterrenkundigen krijgen geen voorrang omdat zij hebben meegewerkt aan het instrument, maar een ander voordeel hebben ze wel, zegt Navarro: ‘Wetenschappers en ingenieurs hebben tien jaar lang ontzettend nauw samengewerkt bij het ontwerpen en testen van MIRI. Al die kennis zorgt ervoor dat wij de data van MIRI misschien wel als beste kunnen interpreteren. Zo kunnen wij het maximale uit dit instrument halen.’

Artist impression lancering JWST met Ariane 5 raket (beeld: NASA) Nederland cruciaal bij lancering

De James Webb Space Telescope wordt gelanceerd vanuit Kourou, Frans Guyana aan boord van een Europese Ariane 5 raket. De lancering is niet alleen spannend voor de bouwers en gebruikers van MIRI, maar ook voor de bedrijven die raketonderdelen maakten. Airbus Defence and Space Netherlands bouwde de motorframes voor de eerste en tweede rakettrap van de Ariane 5. APP ontwikkelde de ontstekers die móeten werken om de raketmotoren enkele seconden voor de lancering te laten ontbranden.

JWST is helemaal opgevouwen om in de neuskegel van de raket te passen. Na de lancering klapt de telescoop als een gouden bloem in enkele weken tijd helemaal uit en vliegt ver voorbij de maan naar het tweede Lagrangepunt. ‘Het duurt maanden voordat de instrumenten helemaal afgekoeld zijn en minutieus getest kunnen worden’, vertelt Navarro. ‘Na precies 180 dagen worden de testresultaten gedeeld met de ontwikkelaars en kunnen de wetenschappers de telescoop in gebruik nemen.’