Vanuit het menselijke perspectief is het universum stokoud. 13.8 miljard jaar, om precies te zijn. Desondanks kunnen we met behulp van geavanceerde apparatuur ontrafelen wat er zich lang geleden afspeelde. Niels Vertegaal, onderzoeker aan de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e), heeft een opblaasbare telescoop ontwikkeld die een blik werpt op het ‘begin der tijden’. Onlangs onderging deze telescoop haar eerste test in de ruimte.
Waarom je dit moet weten:
Het begrijpen van de oorsprong van het universum en de gebeurtenissen die zich miljarden jaren geleden hebben afgespeeld, is cruciaal voor het begrip van onze plaats in het universum.
Hoewel het ontstaan van het universum nog steeds een raadsel is, vallen steeds meer puzzelstukjes op hun plek. De meeste astronomen zijn het erover eens dat het heelal ontstond door de oerknal, ook wel big bang genoemd. Hoewel de theorie stevig onderbouwd is, onder meer door het bewijs van kosmische achtergrondstraling, blijft er behoefte aan aanvullend bewijs over de details en omstandigheden van veertien miljard jaren geleden.
Vertegaal, die zich in de afrondende fase van zijn promotieonderzoek bevindt, weet dat het bewijs zich kan manifesteren in de vorm van signalen. “Signalen die we vandaag nog steeds kunnen oppikken met mijn opblaasbare antenne”, licht de onderzoeker toe. Waarom opblaasbaar? “Omdat het apparaat in een raket moet passen. Tegelijkertijd moet het enorm zwakke signalen oppikken. Daarvoor hebben we grote gevoelige antennes nodig. Wij stoppen de antenne tijdens de lancering in een doosje van tien bij tien centimeter.” De ‘proof of concept’ versie klapt uit tot ongeveer een vierkante meter. “Maar de uiteindelijke versie tot zo’n tien vierkante meter.” Op woensdag 6 december stuurde de promovendus zijn radiotelescoop met behulp van een weerballon naar een hoogte van ongeveer dertig kilometer. Het instrument werd in de stratosfeer gebracht door de Engelse ruimtevaartorganisatie Sent Into Space. De antenne ontvouwde zich op de juiste manier, hoewel iets later dan verwacht. Missie geslaagd.
Waterstofmoleculen
Tijdens het experiment werkte Vertegaal met signalen die hij zelf opwekte. Daarmee kon hij testen of de antenne goed zijn werk doet. Maar wordt de telescoop daadwerkelijk ingezet tijdens een ruimtemissie, dan gaat deze signalen oppikken van waterstofmoleculen. Vertegaal: “In het begin bestond het universum voornamelijk uit waterstofmoleculen die signalen uitzenden met een specifieke frequentie. Door de voortdurende expansie van het universum worden deze signalen als het ware steeds verder ‘uitgerekt’. Ze worden steeds zwakker naarmate de tijd verstrijkt. Op een gegeven moment zal je meer antennes nodig hebben om dezelfde “signaalsterkte” te krijgen. Maar ze zijn nu nog steeds te meten met een enkele, gevoelige telescoop.”
Plakbandje erop en door
Het project kende de nodige hobbels. Voor de opblaastechniek gebruikte de onderzoeker een extreem dunne folie, slechts een kwart van de dikte van menselijk haar. “Je verwacht het waarschijnlijk al: daar komen al snel scheuren en gaten in. We hebben het folie regelmatig moeten plakken met speciale tape, net zoals bij een lekke fietsband”, zegt Vertegaal lachend. Uiteindelijk was al dat bandenplakken gelukkig niet voor niets. “Maar zoals je zult begrijpen was ik flink peentjes aan het zweten toen het apparaat werd gelanceerd.”
Op of achter de maan?
Op dit moment buigen onderzoekers van onder andere de TU/e zich over twee verschillende concepten van de opblaasbare telescoop. Het eerste concept behelst een constellatie van meerdere satellieten met antennes, die samen een groot netwerk vormen. Ze worden achter de maan geplaatst. Een relatief rustige omgeving waar ze beschermd worden tegen straling van de aarde.
Bij het tweede concept, dat binnenkort ter beoordeling naar de European Space Agency (ESA) wordt gestuurd, beoogt de constructie van een radiotelescoop direct op het oppervlak van de maan. “Het idee is dat de telescoop aan de andere kant van de maan signalen oppikt. Deze versie van het apparaat ziet eruit als een soort opblaasbaar matras waarop meer dan duizend antennes zitten.
Hoe eerder, hoe beter
Het proefschrift waar Vertegaal afgelopen vijf jaar aan werkte, ligt momenteel bij de doctoraatscommissie. De verdediging vindt begin mei plaats. Zoals bij elk ruimtevaartproject, zal het nog wel even duren voordat er daadwerkelijk een opblaasbare antenne op de maan staat. “Ik verwacht dat het binnen tien jaar gaat gebeuren. Ondertussen blijft het universum uitdijen en worden de signalen die we willen opvangen steeds zwakker. Hoe eerder we starten, hoe beter.”
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
