Gevoelig ruimte-instrument weerstaat brullende raketmotor
Het ruimte-instrument HIFI, dat het Nederlands ruimteonderzoeksinstituut SRON heeft gebouwd voor de ESA-ruimtetelescoop Herschel, is goed bestand tegen het lawaai van de raketmotor die hem de ruimte in moet brengen. Dat wees de akoestische test uit die Herschel afgelopen week onderging bij ESA’s onderzoekscentrum ESTEC in Noordwijk. Testleider bij SRON Pieter Dieleman: “Het was een helse herrie, maar HIFI heeft het perfect overleefd”.
Het komt er deze maanden op aan voor HIFI, het Nederlands ruimte-instrument dat vanaf begin volgend jaar vanaf een punt op anderhalf miljoen kilometer van de aarde vanuit de ruimtetelescoop Herschel de verre uithoeken van het heelal af gaat speuren naar water en andere moleculen. Na het inbouwen van het instrument in het hart van de ruimtetelescoop volgt nu een reeks van zware tests die moeten uitwijzen of Herschel de lancering en de barre ruimteomstandigheden kan doorstaan.
Pijngrens
De eerste beproeving was de akoestische test. In een ruimte omgeven door een betonnen muur van een meter dik produceren drie manshoge trompetten het gebrul van de lancering van een Arianeraket. De geluidsniveaus kunnen tot 150 decibel gaan. De pijngrens ligt bij 120 decibel. “En dan gaan je gedachten toch wel even uit naar al die tere verbindingen in HIFI”, zegt Pieter Dieleman, die verantwoordelijk is voor het hele inbouw- en testtraject van HIFI.
De marteling duurt slechts een minuut, want de versnelling van de Arianeraket is zo groot dat hij na een minuut al een snelheid van 1000 kilometer per uur heeft en dus door de geluidsbarrière gaat. Vanaf dat moment bereiken de geluidsgolven de kostbare lading in de neuskegel niet meer.
“Spannend voor ons was nog niet eens de sterkte van het geluid, maar veel meer de frequenties die de motor gaat produceren. Zitten daar frequenties bij waarop onderdelen van HIFI precies mee gaan trillen, dan hebben wij een probleem, want dan trilt de boel kapot.”, legt Dieleman uit. En omdat er voor de raket die Herschel en de satelliet Planck samen gaat vervoeren een extra sterke motor ontwikkeld wordt, konden die frequenties pas tijdens de bouw van HIFI bekend worden. Dieleman: “We moesten tijdens de bouw van HIFI dus een ruime marge nemen”.
finale test
Toen het lawaai voorbij was maakten Dieleman en zijn medewerkers zich op voor de ‘health test’ van HIFI. “We wilden natuurlijk onmiddellijk weten of HIFI nog hetzelfde reageerde als voor de test.” Eén voor één werden de systemen van HIFI aangeschakeld. Uiteindelijk ook het meest delicate onderdeel van HIFI, een soort synthesizer die een loepzuiver signaal toevoegt aan het astronomisch signaal: de finale test.
“We staarden naar de monitor waarop een teken van leven zou moeten verschijnen, maar tot onze schrik kwam er niks”, vertelt Dieleman. “We schakelden alles nog eens uit en daarna weer aan en…weer niks. Op dat moment zweette ik echt peentjes”. In de bange uren die volgden werden alle systemen en alle procedures nog eens minutieus nagelopen. “Voor mijn Italiaanse collega van ESTEC was dit helemaal ellendig, want via de intercom werden we voortdurend op de hoogte gehouden van de tussenstanden van Nederland-Italië”, lacht Dieleman achteraf.
De verlossing kwam aan het eind van een zenuwslopende avond. Een beschermplaat die verwijderd had moeten worden bleek het signaal te blokkeren. “Toen we die weggehaald hadden bleek HIFI perfect te reageren en kon ik de patiënt tot ieders grote opluchting volledig gezond verklaren”, zegt Dieleman, die voor de duidelijkheid toevoegt dat de raket straks uiteraard niet vertrekt voordat op de lanceerbasis in Frans Guyana alle instrumenten van Herschel nog eens gecontroleerd zijn.
Het testteam maakt zich nu op voor de vibratietests, waarbij de hele satelliet flink door elkaar geschud wordt, om zo de schokken en laagfrequente trillingen die ontstaan tijdens de lancering te simuleren. Daarna gaat de ruimtetelescoop in de Large Space Simulator, een enorme tank waarin de omstandigheden in de ruimte nagebootst kunnen worden.
