Onderzoekers van de Radboud Universiteit, ASTRON en het Delftse bedrijf ISIS gaan een nieuw instrument ontwikkelen dat in 2018 op een Chinese satelliet meereist naar een plek achter de maan. Met het instrument willen sterrenkundigen radiostraling meten van de eerste sterren en sterrenstelsels die direct na de oerknal zijn gevormd.
Het Netherlands Space Office (NSO) en de Chinese ruimtevaartorganisatie CNSA hebben daarover gisteren in Beijing een samenwerkingsovereenkomst getekend. De antenne op de satelliet is het eerste Nederlandse wetenschappelijke instrument ooit dat meereist met een Chinese ruimtemissie en opent een nieuw hoofdstuk in de radioastronomie. ‘Er liggen wezenlijke vragen over het ontstaan van het heelal en dit instrument gaat helpen om daarvoor antwoorden te vinden’, aldus Gert Kruithof van ASTRON. ‘We gaan hiermee een nieuwe mijlpaal in de astronomie zetten.’
Langdurige samenwerking
Sterrenkundigen van de Radboud Universiteit Heino Falcke en Marc Klein Wolt zijn de wetenschappelijk adviseurs voor het project. Naar deze belangrijke stap werken ze al jaren toe. ‘Het instrument dat we gaan maken is de voorloper voor een toekomstige radiotelescoop in de ruimte, bijvoorbeeld een LOFAR nabij de maan,’ aldus Klein Wolt, directeur van het Radboud Radio Lab. ‘Zo’n faciliteit gaan we uiteindelijk nodig hebben om de evolutie van de eerste structuren in het vroege heelal in kaart te brengen en zo een beeld te krijgen van de vorming van de allereerste sterren en sterrenstelsels.’
Albert-Jan Boonstra, programmamanager bij ASTRON legt uit: ‘We gebruiken onze jarenlange ervaring in het bouwen van Westerbork, LOFAR en de Square Kilometre Array voor dit nieuwe instrument.’ Ruimtevaartbedrijf ISIS, expert in het ontwerpen van innovatieve satellietsystemen, zorgt uiteindelijk voor de systeemimplementatie van het instrument en de accommodatie op de Chang’e4 satelliet.
Geblokkeerde radiostraling meten
Waarom zijn meetinstrumenten aan de achterkant van de maan zo belangrijk? Heino Falcke: ‘Radioastronomen bestuderen het heelal met behulp van radiogolven, licht dat wij met het blote oog niet kunnen zien en dat afkomstig is van bijvoorbeeld sterren en planeten. Hier op aarde kunnen we bijna alle radiostraling uit het heelal ontvangen. Maar tot het deel onder de 30 MHz hebben wij geen toegang, omdat die straling wordt geblokkeerd door onze dampkring. Juist in die frequenties zit informatie over het vroege heelal, die wij willen meten.’
Omdat dit deel van het radiostralingspectrum vrijwel onontgonnen is, kunnen de metingen met de Nederlandse radioantenne op de Chinese satelliet voor het eerst een beeld geven van de ontwikkeling van de eerste structuren in het heelal. Daarmee kunnen we de theorie van de oerknal helpen bevestigen. Maar omdat het signaal zo zwak is moet de satelliet eerst naar de achterkant van de maan. Alleen daar is de verstorende invloed van aardse radiozenders klein genoeg om de gewenste straling van het vroege heelal goed te kunnen meten.
Zonnestormen en radiopulsen van planeten
Een andere taak van de antenne is het meten van het ‘weer’ in de ruimte, oftewel space weather. Heftige gebeurtenissen zoals stormen op de zon kunnen hier op aarde de telecommunicatie beïnvloeden. Klein Wolt: ‘Met meer kennis over de invloed van zulke uitbarstingen op de omgeving, kunnen we dergelijke gebeurtenissen beter voorspellen. Daarnaast willen we sterke radiopulsen van planeten als Jupiter en Saturnus meten. Zo krijgen we nieuwe informatie over hun draaisnelheid.’ Bovendien wil het team voor het eerste een redelijk nauwkeurige kaart van de hemel maken op deze lage frequenties, wat na een paar volledige rotaties van de satelliet en de maan rondom de aarde mogelijk zou moeten zijn. Klein Wolt blikt vast verder vooruit: ‘Hopelijk zal na een jaar of twee aan metingen en data-analyse het signaal vanuit het vroege heelal langzaam boven komen drijven.’