‘Mijn kindje gaat de ruimte in’

De ruimtetelescoop Herschel moet als nooit tevoren inzicht verschaffen in de ontstaansgeschiedenis van het heelal. Met zijn spiegel van 3,5 meter in diameter is het de grootste ver infrarood telescoop tot nu toe.
“Herschel kijkt niet naar het licht van de sterren, maar naar de ver infrarode straling van het stof tussen de sterren”, zegt prof.dr.ir. Teun Klapwijk van het Kavli Institute of Nanoscience. “De telescoop kan daardoor zien welke stoffen in de ruimte voorkomen. Omdat sterrenstof de basis is voor de vorming van sterren en planeten, is dat belangrijk onderzoek.”
De onderzoeksgroep van Klapwijk heeft een grote bijdrage geleverd aan de missie: het Kavli Instituut ontwikkelde een van de sensoren van de telescoop. De sensor bestaat uit twee ‘muurtjes’ van slechts twee nanometer dik tussen twee supergeleidende materialen. Deze zogenaamde supergeleidende tunneljuncties detecteren stralingsdeeltjes door handig gebruik te maken van een fenomeen uit de kwantummechanica: ‘tunneling’.
“Normaal kunnen elektronen niet door dat muurtje heen”, legt Klapwijk uit. “Maar als een stralingsdeeltje uit de ruimte op de sensor valt, krijgt een elektron in de supergeleider spreekwoordelijk een schop onder de kont. Met behulp van die energie kan een elektron opeens wel door het muurtje heen. Uit wat wel en niet de tunneljuncties passeert, kunnen wetenschappers veel informatie halen over de ijle gaswolken in de ruimte.”
De Delftse sensor zit in de zogenaamde Hifi-hoge resolutie spectrometer. Dit instrument, dat is ontwikkeld onder leiding van het Nederlandse ruimteonderzoeksinstituut SRON, moet astronomen in staat stellen om dieper dan ooit in het heelal te kijken. Het instrument struint het heelal af op zoek naar stralingsdeeltjes die in frequentie variëren tussen de 480 gigahertz en 1,9 terahertz. De Delftse supergeleidende tunneljuncties nemen de detectie van deeltjes tussen de 800 gigahertz en 1,2 terahertz voor hun rekening.
“Het is geweldig om mijn kindje de ruimte in te zien gaan”, vertelt Klapwijk. “Sinds 1992 werk ik al aan dergelijke sensoren. Zes onderzoekers zijn bij mij gepromoveerd op dit onderwerp, waarvan een aantal toen ik nog aan de Rijksuniversiteit Groningen werkte. De lancering is de bekroning op mijn loopbaan.”
Met bekroning bedoelt Klapwijk overigens niet dat het werk er nu op zit. Ook de astronomen die vanaf 2012 aan de knoppen draaien van de in aanbouw zijnde supertelescoop Alma in Chili krijgen als het goed is een nauwkeuriger beeld van het heelal dankzij de Delftse supergeleidende tunneljuncties. Maar daarvoor moet er nog aardig wat werk aan de sensoren worden verricht.
Atacama Large Millimeter Array, zoals de naam voluit luidt, zal zich uitsluitend op de wat lagere frequenties richten omdat de hogere frequenties geabsorbeerd worden door de atmosfeer, ook al bevindt het observatorium zich op maar liefst vijf kilometer hoogte in de Chileense Atacama-woestijn.
“Het observatorium zal bestaan uit zestig à zeventig geavanceerde telescopen die kilometers uit elkaar staan”, vertelt Klapwijk. “Elke telescoop krijgt twee supergeleidende tunneljuncties. Wat de fabricage van deze sensoren tot zo’n grote uitdaging maakt, is dat ze nog gevoeliger moeten worden dan die in Herschel. Bovendien moeten ze heel betrouwbaar zijn want de supertelescoop werkt alleen als alle tunneljuncties functioneren en liefst zo identiek mogelijk.”
Het is de bedoeling dat Herschel en Alma elkaar aanvullen. Met Herschel krijgen astronomen een grof beeld van het hele heelal. Met Alma kunnen ze vervolgens inzoomen op hetgeen interessant lijkt. Alma moet namelijk een veel grotere resolutie leveren dan Herschel. Zij het dan wel binnen een beperktere range aan golflengtes, aangezien de hogere frequenties geabsorbeerd worden door de atmosfeer.
Een Ariane-5 draagraket schiet Herschel vanuit Frans-Guyana de ruimte in. Op dezelfde raket gaat ook ruimtetelescoop Planck mee. De twee telescopen ontkoppelen al snel na lancering van elkaar en begeven zich ieder apart naar een punt in het heelal, het Lagrangepunt L2, op anderhalf miljoen kilometer van de aarde. Planck gaat daar kijken naar kosmische achtergrondstraling, het overblijfsel van de energie die vrijkwam vlak na de Big Bang. 

De online bestelling en levering van collegedictaten is dit jaar beter verlopen dan de voorgaande twee jaren. Volgens projectmanager Erik Ootes zijn de dictaten tijdens de bestelpiek van september ‘keurig op tijd’ binnengekomen en zijn foutieve leveringen zonder discussie opnieuw geleverd. Microweb Edu leverde dit jaar zeventienduizend dictaten, tweeduizend meer dan vorig jaar. De helpdesk kreeg 87 meldingen voor herlevering. Het ging om onder meer misdrukken, foute readers of te weinig dictaten. Er kwamen negentien klachten binnen over te late levering, maar volgens Ootes bleek het te gaan om studenten die nog niet hadden betaald of die een verkeerd of zelfs geen e-mailadres hadden opgegeven, waardoor geen levering mogelijk was. Vorig jaar meldde studentenraadsfractie Oras dat er bijna niets op tijd kwam. Oorzaak was een capaciteitsprobleem bij drukkerij Thieme. Oras heeft nu geen klachten ontvangen.