SRON Netherlands Institute for Space Research gaat met financiële steun van onderzoeksfinancier NWO een ruimtesimulator ontwikkelen. In de simulator – die de duisternis en de extreem lage temperaturen in het heelal nabootst – wil het ruimteonderzoeksinstituut zijn ruimte-instrumenten aan intensieve tests gaan onderwerpen. De eerste kandidaat is de infraroodspectrometer SAFARI, het toekomstige Europese zenuwcentrum van de Japanse ruimtetelescoop SPICA.
De moderne astrofysica profiteert enorm van de toegenomen gevoeligheid en het grote bereik van de nieuwe generatie ruimte-instrumenten. Met de lancering van de Herschel-ruimtetelescoop van ESA in 2009 is ook de ver-infrarood astrofysica in deze fase beland, wat veel nieuw licht werpt op de vorming van sterren en planeten. De Herschel-telescoop kent echter één grote beperking: doordat hij relatief warm is (80 graden K), ‘ziet’ de telescoop erg veel warmtestraling die afkomstig is van de eigen spiegel. Hierdoor worden de zwakste infraroodbronnen in de ruimte als het ware ‘overstraald’ en kunnen sterrenkundigen niet maximaal profiteren van de extreem gevoelige detectoren.
Absolute nulpunt
De Japanse ruimtetelescoop SPICA – die volgens plan in 2018 de ruimte in gaat – gaat daar verandering in brengen. De extreem gekoelde spiegel (vlak boven het absolute nulpunt) van SPICA zorgt er straks voor dat sterrenkundigen geen last hebben van de warmtestraling van de ruimtetelescoop zelf. "Dat is een grote doorbraak," zegt Peter Roelfsema, wetenschappelijk projectleider (PI) voor de infraroodspectrometer SAFARI, het geplande Europese ‘zenuwcentrum’ van de telescoop. "Sterrenkundigen kunnen zo een veel grotere verscheidenheid aan bronnen bestuderen. SAFARI kan heel zwakke infraroodbronnen detecteren die niet eerder te zien waren, en ook echte ‘plaatjes’ van het hemelgewelf schieten in drie aangrenzende golflengtegebieden."
SAFARI – ontwikkeld door een Europees consortium onder leiding van SRON – richt zich op de zoektocht naar bevroren water in het heelal, zodat we meer te weten komen over de vorming van (de eerste) sterren en planeten.
Ruimtesimulator
Om optimaal te profiteren van die lage infrarood-emissies van de telescoop zelf, wordt SAFARI uitgerust met ultragevoelige infrarood-detectoren. Deze Transition Edge Sensors zijn door SRON ontwikkeld. De nieuwe technologie stelt echter veel hogere eisen aan het ijken van de instrumenten (kalibratie) en aan de testfaciliteiten op de grond, die zeer lichtdicht moeten zijn. De ruimtesimulator die SRON nu met financiële steun van NWO (circa 900.000 euro) gaat ontwikkelen, voldoet aan al die eisen. De totale kosten bedragen circa 1.2 miljoen euro; de simulator moet eind 2012 operationeel zijn.
Co-projectleider Pieter Dieleman: "De ruimtesimulator kan verschillende temperatuurniveaus leveren om de diverse onderdelen van SAFARI te testen. Voor temperaturen tussen 4,5 en 70 graden K gebruikt de simulator een mechanische koeler; voor nog lagere temperaturen gebruikt hij vloeibaar helium. In de cryostaat is verder plaats voor lichtbronnen die het licht van bewegende verafgelegen sterren en gaswolken simuleren. Dit licht leiden we via beweegbare spiegels naar SAFARI, wat bij 4 graden K nog een behoorlijke mechatronische uitdaging is. De cryostaat is bovendien zeer lichtdicht om de gevoelige detectoren te beschermen tegen verzadiging door externe warmtestraling. Al met al is het een welkome maar ook noodzakelijke uitbreiding van onze testfaciliteiten, die ons uiteindelijk mooie wetenschap gaat opleveren."
