Space Research Organization Netherlands (SRON)
12 september 2002
SRON start bouw instrument HIFI
Bij het nationaal instituut voor ruimteonderzoek SRON start vrijdag 13
september 2002 officieel de bouwfase van het HIFI-project. HIFI staat
voor Heterodyne Instrument for Far Infrared. Het project behelst het
vervaardigen van een nieuw sterrenkundig instrument, dat over enkele
jaren met een Europese raket naar een ver punt in de ruimte wordt
gebracht om daar signalen van vergelegen sterrenstelsels op te vangen.
Het belangrijkste deel van HIFI past in een kastje van maar 40 x 40 x
50 cm en weegt niet meer dan zo'n vijftig kg. Toch werken aan de
constructie van dit onderdeel 25 wetenschappelijke instituten uit
twaalf landen mee.
Model HIFI instrument (plaatje SRON)
SRON heeft als hoofdaannemer (principal investigator) de leiding over
het project. In de beide SRON-vestigingen, in Utrecht en Groningen,
worden momenteel alle zeilen bijgezet om het project in goede banen te
leiden. Het is het grootste wetenschappelijk project uit de
SRON-geschiedenis.
Herschel observatorium
HIFI zal met nog twee andere instrumenten het wetenschappelijk hart
vormen van de Herschel Space Observatory. Deze infrarood missie van de
Europese ruimtevaart organisatie ESA zet het werk voort van IRAS en
ISO, projecten waarbij SRON ook sterk betrokken was. Herschel wordt in
2007 met een Ariane raket gelanceerd en naar een punt op 1,5 miljoen
km van de aarde gebracht. Vanuit deze koele locatie, het zogenaamde
Lagrange punt, heeft de satelliet een ongestoord zicht op het heelal.
HIFI zal voor het eerst vanuit de ruimte het heelal bekijken in
langgolvig infrarood en submillimeterstraling. Dat zal het mogelijk
maken het universum af te speuren op zoek naar kosmische moleculen.
Vooral water zou goed zichtbaar moeten zijn in kometen, planeten,
jonge en stervende sterren en actieve sterrenstelsels.
Het Herschel observatorium (plaatje ESA)
Extreme condities
HIFI moet het geweld en de trillingen van de lancering kunnen
doorstaan en werken onder extreme condities van druk en temperatuur.
Wat kwaliteit en duurzaamheid betreft moet HIFI dus aan hoge eisen
voldoen. Een slim ontwerp met veel ingebouwde foutbestendigheid en
heel veel testen vooraf moeten er voor zorgen dat het instrument
jarenlang foutloos blijft functioneren.
Van HIFI worden drie exemplaren gebouwd. Het eerste is een
oefenversie. Die wordt komend jaar in elkaar gezet. Daarna, als alle
problemen zijn opgelost en men de techniek volledig onder de knie
heeft, komt het kwalificatiemodel aan de beurt. Dat moet bewijzen dat
alles in de satelliet past en gelanceerd kan worden. Pas daarna bouwt
men nog eens een echt vluchtmodel dat wordt afgeleverd bij ESA.
Om te voorkomen dat het instrument straling meet die van het apparaat
zelf afkomstig is, moeten de metingen plaatsvinden bij extreem lage
temperaturen. Bepaalde gedeelten van het instrument moeten op precies
4 graden Kelvin (-269°C) worden gehouden, andere op precies 10 graden
Kelvin (-263°C). Daarom wordt HIFI ingebouwd in een zogenaamde
cryostaat, een koelvat waarin dit soort extreme temperaturen
bereiktkunnen worden. Ook tijdens de bouw is al een cryostaat nodig om
te testen of onderdelen ook functioneren bij deze lage temperaturen.
De testcryostaat zal over enkele weken geïnstalleerd worden bij de
Groningse SRON-vestiging.
Een belangrijk deel van de Nederlandse activiteiten vinden plaats bij
SRON, maar ook de TU Delft, TNO-TPD en Dutchspace zijn in Nederland
bij de constructie betrokken, alsmede ingenieurs van ontwerpbureau
MECON. Bij Dutchspace in Leiden worden de aparte onderdelen van de
aluminium kast met klinknagels in elkaar gezet. Deze 'oude' techniek
is volledig nieuw in de ruimtevaart.
FM radio-ontvanger
HIFI gaat ver-infrarode straling opvangen en door leiden naar een
spectrometer. Voordat het signaal daar aankomt wordt het verdeeld over
een veertiental mixers. De mixers hebben een functie die enigszins
vergelijkbaar is met die van een FM radio-ontvanger. Een mixer zet het
ontvangen signaal over naar een lagere frequentie, zonder dat daarbij
informatie verloren gaat. Net als bij de FM radio geldt dat de
ontvangst hierdoor zuiverder wordt en het signaal beter versterkt en
verwerkt kan worden. De werking van de mixers berust op geavanceerde
fysica, het resultaat van meer dan 15 jaar lang onderzoek en
ontwikkeling. Vier mixers worden bij SRON gemaakt, de andere komen van
wetenschappelijke instituten in Frankrijk, Duitsland, Zweden en de VS.
HIFI is niet alleen een wetenschappelijke uitdaging. Ook de
organisatie en de onderlinge afstemming vergen het uiterste van de
projectleiding.
Links:
* de Herschel pagina van SRON