SRON Netherlands Institute for Space Research
New SRON cryostat simulates space conditions
14 Mar 2011
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.
Herschel before launch
Herschel before launch
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.
SPICA/SAFARI will be able to detect very faint infrared sources which
cannot be seen today
SPICA/SAFARI will be able to detect very faint infrared sources which
cannot be seen today
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."