Kosmische cartograaf Euclid nadert voltooiing | Technisch Weekblad
Nieuws
De twee camera’s van Euclid: VIS (links) en NISP (rechts).

Kosmische cartograaf Euclid nadert voltooiing

Govert Schilling | vrijdag 4 september 2020
Astronomie & Ruimtevaart, Werktuigbouw

In een buitenwijk van Toulouse wordt dit najaar de laatste hand gelegd aan de payloadmodule van Euclid, een nieuwe Europese ruimtetelescoop. Na de lancering, eind 2022, gaat Euclid in zes jaar tijd van ruim één miljard sterrenstelsels de vorm en de driedimensionale positie in het heelal vastleggen. De metingen moeten kosmologen een beter inzicht geven in de evolutie van het universum en in de ware aard van donkere materie en donkere energie. Omdat ook de grootschalige geometrie van de kosmos in kaart wordt gebracht, is de ruimtetelescoop naar de Griekse wiskundige Euclides genoemd.

De payloadmodule van Euclid, inclusief de 1,2-meter grote verzilverde telescoopspiegel, bevindt zich in een afgeschermd deel van een grote clean room bij Airbus Defence and Space. Technici zijn in het donker in de weer met lasers en interferometers om de uitlijning van de verschillende spiegels te testen – dat moet tot op 50 nanometer nauwkeurig. Kort na mijn bezoek in augustus zal de lange, brede ‘telescoopbuis’ geplaatst worden, die ongewenst strooilicht buiten de deur moet houden. ‘Je bent één van de laatsten die nog een blik kan werpen op de hoofdspiegel,’ zegt projectmanager Laurent Brouard met een onwaarschijnlijk zwaar Frans accent.

Net als de basisstructuur van de payloadmodule zijn de spiegels van Euclid gemaakt van siliciumcarbide (SiC), een broos, keramisch materiaal met een extreem geringe uitzettingscoëfficiënt van slechts 1/2500 procent per graad. Het beeldveld van de telescoop is ongeveer 180 maal zo groot als dat van de Advanced Camera for Surveys van de Hubble Space Telescope – geen overbodige luxe als je één derde van de gehele hemel in detail in kaart wilt brengen.

Elders in de clean room worden de elektrische aansluitingen van de twee gevoelige waarnemingsinstrumenten van Euclid getest. Die zijn gebouwd bij het Mullard Space Science Laboratory in Dorking, Engeland, en bij het Astrofysisch Laboratorium van Marseille. ‘Ze arriveerden hier vlak voordat de Covid19-pandemie uitbrak,’ vertelt Brouard. ‘Uiteindelijk hebben we door corona slechts zo’n twee maanden vertraging opgelopen.’

VIS (Visible Instrument) en NISP (Near-Infrared Spectrometer and Photometer) zijn grote digitale camera’s met respectievelijk 600 en 67 megapixels. Ze zijn tegelijk in bedrijf; een dichroïde spiegel in de lichtweg weerkaatst het zichtbare licht (550–900 nanometer) richting VIS en laat de nabij-infrarode straling (920–2000 nanometer) door richting NISP. De camera’s maken continu opnamen met een belichtingstijd van circa 10 minuten. In totaal produceert Euclid straks ruim 1 petabit aan ruwe data per jaar – ongeveer even veel als Hubble in de afgelopen 30 jaar opleverde.

Door de NISP-waarnemingen (in drie golflengtegebieden) aan te vullen met metingen van grote telescopen op aarde, kunnen de afstanden van sterrenstelsels worden bepaald, op basis van hun zogeheten roodverschuiving – de golflengteverschuiving die veroorzaakt wordt door de uitdijing van het heelal. Omdat ook de posities aan de hemel bekend zijn, kunnen astronomen zo een 3D-kaart maken van sterrenstelsels tot op 10 miljard lichtjaar afstand.

VIS verricht ondertussen statistische metingen aan de minuscule vervormingen van de sterrenstelsels die veroorzaakt worden door de zwaartekrachtlenswerking van donkere materie in het heelal. Op die manier wordt ook de ruimtelijke verdeling van dat mysterieuze kosmische ingrediënt in kaart gebracht.

Voorjaar 2021 verhuist Euclid naar het Centre Spatial de Liège (Luik) voor uitgebreide vacuümtests; daarna wordt de payloadmodule bij Thales Alenia Space in Turijn geïntegreerd met de daar gebouwde servicemodule, die onder andere de zonnepanelen en de stuurraketjes bevat. De Europese ruimtetelescoop heeft uiteindelijk een middellijn van 3,1 m en een hoogte van 4,5 m; het lanceergewicht bedraagt 2160 kg (inclusief 200 kg brandstof).

Na een laatste testronde in Cannes wordt Euclid tenslotte verscheept naar Frans-Guyana, waar hij eind 2022 gelanceerd moet worden met een Russische Sojoez-raket. De ruimtetelescoop gaat zijn waarnemingen verrichten vanuit een zogeheten halobaan op 1,5 miljoen km afstand van de aarde.

Als we onze beschermende kleding weer uitdoen, vertelt Brouard dat hij hiervoor verantwoordelijk was voor de Peruaanse aardobservatiesatelliet PeruSat-1. ‘Een ruimteonderzoeksmissie is wel veel gecompliceerder,’ zegt hij. ‘Je werkt echt aan de grenzen van wat technisch mogelijk is.’

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je nu aan!

Gratis proefabonnement TW

Bestel nu 2 gratis proefnummers TW