Wetenschap 12 september 2000

Grootste telescopen in het Andesgebergte naderen voltooiing

Er gaat niets boven Chili

Door J. Reijnoudt
De reis naar de krachtigste telescopen ter wereld duurt vanuit Amsterdam meer dan twintig uur; de laatste 90 kilometer is het afzien, over een onverharde weg bezaaid met keien en vol kuilen. Het landschap ter plekke staat bekend als de droogste woestijn op aarde; alle begroeiing lijkt verschroeid. Overdag heerst hier de zon en 's nachts is het er snijdend koud. Toch zouden alle Nederlandse astronomen wel willen werken met de telescopen op de top van Cerro Paranal in het Andesgebergte in Noord-Chili.

Met vaste hand en een stevige bediening van het gaspedaal stuurt Jorge Ianiszewski zijn truck, zoals hij de vierwielaangedreven terreinwagen noemt, de onverharde weg in de Noord-Chileense Atacama-woestijn op. „Hier begint de show voor de laatste 70 kilometer”, zegt Ianiszewski. Hij had al gewaarschuwd. „Je kunt in de havenstad Antofagasta een personenauto huren, maar daarmee zul je nooit Cerro Paranal bereiken. Je krijgt niet eens een auto voor de woestijn. Je hebt een truck nodig.”

Elke zuinige Nederlandse autobezitter zou de weg hier met 20, hooguit 30 kilometer per uur afleggen, maar dat werkt volgens Ianiszewski niet. Als de kilometerteller rond de 80 zweeft, lijkt de auto bijna hetzelfde over het 'wegdek' te doen. „Nooit plotseling remmen, want dit is als rijden over een ijsvlakte.”

Dat klinkt paradoxaal. Stap uit de truck met airco, en hitte en droogte doen zeer aan lippen, neus en ogen. Als er ergens op aarde een landschap is dat lijkt op dat van een andere planeet, is het hier. De volstrekte droogte zorgt ervoor dat er geen sprietje groen groeit. Het zand is soms geel, soms koperkleurig en dan weer asgrauw of diep donkerbruin. De krachtige woestijnwind heeft hier altijd vrij spel en maakt duinen van allerlei vorm tussen de rotsformaties. Over de zandvlakten strekken zich hier en daar „rivieren van stenen” uit. Zo noemt Ianiszewski ze. „Onverklaarbaar: mensen kunnen ze hier niet neergelegd hebben, de wind kan deze tientallen tot honderden kilo's wegende kolossen evenmin verplaatsen en stromend water bestaat hier niet.”

De laatste kilometers zijn een verademing: mooi asfalt met een hagelwitte belijning. Zo kom je het in het noorden van Chili niet veel tegen. Deze tweebaansweg in dit niemandsland is hier neergelegd in opdracht van de European Southern Observatory (ESO), de Europese Zuidelijke Sterrenwacht. Dat is een organisatie van acht Europese landen, waaronder Nederland, die op het zuidelijk halfrond telescopen bouwt en onderhoudt om vandaar naar de zuidelijke hemelkoepel te turen, iets dat vanaf het noordelijk halfrond nu eenmaal niet kan.

Champagne
Ianiszewski rijdt zijn truck eerst het basiskamp in. Niet minder dan vierhonderd bouwvakkers, administrateurs en sterrenkundigen huizen hier ver van de bewoonde wereld. En alles wat ze nodig hebben, moet over die onverharde woestijnweg vanuit Antofagasta naar boven komen. Bijvoorbeeld per dag drie of vier tankwagens met elk 30.000 liter drinkwater.

Iedereen die in het kamp overnacht, krijgt als onderdeel van een basisuitrusting een zaklampje. „Hou het bij de hand. Want het kan hier aardedonker zijn; onze astronomen houden niet van straatlantaarns”, zegt sterrenkundige Jorge Ianiszewski. Het is een deel van zijn werk om bezoekers duidelijk te maken wat hier op Cerro Paranal gebeurt.

Boven op de ruim 2600 meter hoge Cerro Paranal verrezen in de afgelopen jaren de krachtigste telescopen die ooit zijn gebouwd. Ruimt twaalf jaar geleden zette de ESO de laatste handtekeningen voor wat onder astronomen bekendstaat als de Very Large Telescope, de VLT. In werkelijkheid staan er op de Paranal vier VLT's. Het complex nadert zijn voltooiing. Vorige week vloeide voor de vierde keer de champagne, toen ook in de laatste telescoop voor de eerste keer nachtelijk hemellicht van een ver verwijderd sterrenstelsel op de ruim 8 meter grote spiegel viel.

„'s Nachts mag buiten nergens licht branden. Daar zijn de astronomen fel op. Ze zitten niet voor niets ver van de bewoonde wereld af, om geen last te hebben van lichtvervuiling in de lucht. De slaapcontainers hebben dan ook allemaal dikke verduisteringsgordijnen.”

Dynamiet
Toch is vanuit het basiskamp geen enkele VLT te zien. Die gaan schuil achter een flinke schouder van de Cerro Paranal. Het is nog een ritje van vijf minuten. Op weg naar de top is duidelijk dat een grondverzetbedrijf hier enig voorbereidend werk had te doen voor er op de rotsen van de Paranal ook maar iets kon verrijzen. De spitse top moest eerst sneuvelen. Met dynamiet als kaasschaaf verdween de bovenste 36 meter. Op 2635,43 meter boven zeeniveau ligt nu, 12 kilometer uit de kust van de Stille Oceaan, een vrijwel waterpas afgetopte berg. Een deel van de weggeblazen rotsblokken is zo van de top afgeschoven. Een ander deel van de 300.000 kubieke meter verwijderd gesteente dient als fundament voor de bebouwing en de weg die daar naartoe leidt.

Smaken verschillen natuurlijk, maar de telescoopgebouwen die hier staan, zullen weinig mensen bekoren. Ze lijken in niets op de fraai vormgegeven witte observatoria met hun indrukwekkende koepels die zo veel bergtoppen over de hele wereld sieren. Op de Kit Peak in de Amerikaanse staat Arizona staat een telescoopje dat de bijnaam spray can, spuitbus, draagt. Daar doen deze aluminiumkleurige kolossen met hun schuin afgetopte daken onmiddellijk aan denken.

„Functie gaat boven vorm”, zegt Ianiszewski. „In een windtunnel zijn diverse modellen getest en deze vorm blijkt de minste turbulentie van lucht rondom het gebouw op te leveren.” Hoe meer de atmosfeer tijdens de waarneming in beweging is, hoe sterker het beeld vertroebelt. Het liefst zou elke sterrenkundige een telescoop boven de dampkring hebben. Zolang dat niet mogelijk is, zoeken astronomen bergtoppen als de Cerro Paranal op.

Lichtvervuiling
„De locatie is uniek”, benadrukt Ianiszewski. Dat de telescopen ver van de bewoonde wereld af liggen, heeft niet alleen tot gevolg dat er 's nachts geen lichtvervuiling door straatlantaarns optreedt. Stof in de lucht, daar hebben astronomen ook een grote hekel aan. „Het enige wat hier een rol zou kunnen spelen, is een kopermijn enkele tientallen kilometers landinwaarts. Maar die mijn heeft zijn beste tijd gehad en bovendien heerst hier een aanlandige wind.”

Die zeewind is voor astronomen ook een trekker. Onder de meeste omstandigheden is een aanlandige wind een garantie voor bewolking landinwaarts, maar voor dit deel van de Chileense kust ligt het net iets anders. Omdat er een koude zeestroom overheerst, verdampt er weinig water. Dat vinden sterrenkundigen op zich al een prettig feit, want waterdamp in de lucht werkt zichtbelemmerend. Hier is de lucht zo droog, dat het ontstaan van bewolking vrijwel uitgesloten is. De enkele wolkenflard die binnendrijft, hangt vaak ook nog veel lager dan 2600 meter.

Op Cerro Paranal is de lucht voor een normaal mens onaangenaam droog. Ianiszewski kijkt op een van de monitoren in een bijgebouw waar 's nachts de waarnemers zitten. „Op dit moment hebben we een relatieve vochtigheid van 12 procent. Als jullie dat in Nederland meemaken, belt iedereen de dokter.” Voor astronomen is het genieten. „Het is hier bijna altijd zo. We hebben zo goed als zeker 350 wolkeloze nachten per jaar. Dat is uniek op aarde. Voor astronomen gaat er niets boven Chili.”

Die woorden krijgen kleur als de ondergaande zon vanaf de Stille Oceaan de vier reusachtige aluminium telescoopgebouwen in een goudgele gloed zet. Je hoeft geen astronoom te zijn om dit als toplocatie te beleven.

Woestijnwind
Met dat de zon zakt, daalt ook de temperatuur. De woestijnwind wakkert aan en al snel is het een graad of 20 kouder dan rond het middaguur. Vanuit telescoopgebouw 1 klinkt een zacht gezoem. Ianiszewski wijst op de wand die zich langzaam als een sluisdeur opent. Astronomen beginnen met hun waarnemingen. Tegelijkertijd gaan enkele tientallen panelen in de wand tegenover die opening omhoog.

„Overdag houdt de airconditioning gebouwen en apparatuur op een constante temperatuur van ongeveer 12 graden. 's Nachts ventileren we tijdens de waarnemingen voortdurend, omdat veel apparaten dan warmte afgeven.” Het is ook een van de redenen waarom astronomen alle waarnemingen in een apart gebouw via computerschermen volgen. Toch gaat Ianiszewski telescoopgebouw nummer 1 binnen: een flat van zeven verdiepingen met een diameter van 50 meter. Hij neemt de trap.

„Hoe minder mensen hier binnen zijn, hoe beter”, oordeelt Ianiszewski, terwijl hij vlak bij de immense spiegel met een middellijn van 8,2 meter staat. Het gevaarte weegt 22 ton en is maar 18 millimeter dik. „Daar zijn speciale technieken voor nodig. Normaal zou zo'n spiegel, wil hij niet scheuren, al gauw 2 meter dik moeten zijn. Dat levert weer onoverkomelijke problemen op bij het maken van zo'n kolos. En na montage zouden er maatregelen tegen doorbuigen nodig zijn. Vandaar dat voor traditionele spiegels de diametergrens bij een meter of vijf ligt.” Het geheim zit bij de VLT-spiegels onder het 18 millimeter dikke glas. Daar sturen 150 ondersteuningspunten de spiegel continu bij. Elke doorbuiging, trilling of windbelasting kan zo uit iedere waarneming worden weggewerkt. Dat moet ook wel, want anders zouden de spiegels voor niets zo netjes zijn geslepen. De afwijking in het oppervlak is niet groter dan 0,00001 millimeter.

Dat levert een zeldzaam goed zicht op. „Het zou ons niet interesseren, maar je moet een astronaut op de maan kunnen zien.” Dat betekent dat de telescoop voorwerpen van nog geen 2 meter lengte op een afstand van 384.000 kilometer kan onderscheiden.

De vierde VLT mag dan succesvol voor het eerst licht gezien hebben, de grote vuurproef komt nog. Zeker een jaar zullen bouwvakkers, technici en astronomen in sleuven en kelders op de Cerro Paranal nog werken aan een soort ondergronds laboratorium. Daarin moeten gelijktijdige waarnemingen van de vier VLT's kunnen worden gekoppeld tot één beeld. Ianiszewski: „Samen zullen de vier telescopen beelden opleveren waarvoor, zonder die koppeling, een spiegel met een middellijn van 130 meter nodig zou zijn.”

Strakblauw
Waarnemende sterrenkundigen laten vanuit hun observatieruimte weten dat ze niet langer gediend zijn van publiek bij de spiegel. Dat komt goed uit. Op dit uur van de dag is het buiten zeker zo indrukwekkend als binnen. Kalenderplaten halen zelden dit niveau. In het westen de Stille Oceaan; in het oosten de woestijn en rondom een strak blauwe en oneindig diepe hemelkoepel. Zeven jaar heeft de ESO gezocht naar de beste locatie voor de krachtigste en grootste telescoop ter wereld om uiteindelijk hier terecht te komen. Geen astronoom die er ooit bezwaar tegen zal maken.