Nederland maakt kans om reuzenradiotelescoop te krijgen

'Luisteren' naar rand van heelal

Weten we nog niet genoeg over de uithoeken van het heelal? Volgens dr. M. van Haarlem niet. Hij is medewerker van de Stichting Astronomisch Onderzoek in Nederland (Astron). „Het belangrijkste missen we nog. Met de huidige telescopen kunnen we ongeveer 90 procent van het heelal zien. We willen nog verder terugkijken in de tijd, naar het eerste begin van het heelal. Daarvoor is een veel gevoeliger telescoop nodig die ook de zwakste straling kan opvangen.”

Op het verlanglijstje van de radioastronomen staat een telescoop waarvan de beelden zeker dertig keer zo scherp zijn als die van de grootste bestaande radiotelescoop. Eentje die een ontvangend oppervlak heeft van 1 vierkante kilometer. Niet dat er straks een schotel van die omvang gebouwd wordt, dat zou niet eens kunnen. Bovendien hebben radiosterrenkundigen weinig aan één losstaande schotelantenne. Alleen door vanaf een aantal punten naar radiostraling vanuit één plek in het heelal te luisteren, kunnen zij een nauwkeurig beeld krijgen van wat zich op die plaats bevindt.

Radioastronomen van over heel de wereld studeren nu op een telescoop die bestaat uit een dertigtal stations, verspreid over een gebied met een diameter van 1000 kilometer. Samen vormen ze één telescoop. Dat kan doordat de dertig stations met glasvezelkabels aan elkaar en aan één supercomputer zijn verbonden. De naam: SKA, de Square Kilometer Array-telescoop.

Tot zover zijn de radioastronomen het grotendeels eens, maar welke technieken nu het geschiktst zijn, moeten zij nog aantonen. Vorige week waren daarom de meeste radioastronomen uit de hele wereld naar Amsterdam gekomen. Op uitnodiging van Astron, die dit jaar 50 jaar bestaat, bespraken zij de mogelijkheden van de SKA. Deze week discussiëren ze in het Drentse Dwingeloo –de plaats waar het idee voor de supertelescoop begin jaren '90 ontstond– over de techniek van de SKA.

Alle kanten
In het Nederlandse ontwerp van de SKA ziet elk van de dertig stations eruit als een veld van 200 meter doorsnee vol zonnepanelen, elk voorzien van duizenden antennes. Die platen zouden, in tegenstelling tot de grote schotels, vrijwel onzichtbaar in het landschap zijn in te passen. Bijzonder is dat de SKA in het Nederlandse ontwerp geen bewegende delen krijgt. Het richten van de telescoop en het volgen van een bepaald hemellichaam gebeurt door bewerking van de signalen met ingenieuze elektronica en software. Voordeel van deze ”phased array”-techniek is ook dat de astronomen tegelijkertijd in verschillende richtingen kunnen kijken, door de antennes afzonderlijk in te stellen op een bepaalde frequentie. Nederland zit met deze techniek op één lijn met SKA-ontwerpers in Australië en een Amerikaans instituut.

Radioastronomen in Canada, China, India en Californië hebben andere ontwerpen gemaakt. Van Haarlem: „China denkt aan de bouw van tientallen grote schotels in bestaande kommen in het landschap, vergelijkbaar met de telescoop in Puerto Rico. Canada denkt aan panelen met ontvangers op de grond die het geluid weerkaatsen naar een antenne die op enkele kilometers hoogte aan een ballon hangt. India en de Californië werken aan een telescoop van duizenden bestuurbare kleinere schotels.” Binnen 2 à 3 jaar zal een beslissing vallen of, en zo ja hoe de SKA-ontwerpers verder zullen gaan. De telescoop zou dan in 2010 klaar kunnen zijn.

Buitenaards leven
En wat levert dat op, vraagt een nuchtere Nederlander dan. Elke astronoom zal zeggen: Veel. Prof. H. R. Butcher, directeur van Astron, idem. Zijn hart gaat sneller kloppen bij het project: „We kunnen nog zo veel over het heelal te weten komen.”

De SKA gaat zoeken naar nieuwe sterrenstelsels en gaswolken in de uithoeken van het universum, maar kijkt ook dichterbij. Astronomen zoeken namelijk ook naar nieuwe sterren met planeten. Die zouden ons iets kunnen vertellen over het ontstaan van ons zonnestelsel.

Bijzonder is dat de SKA ook moet gaan luisteren naar signalen van buitenaards leven. Vooral voor wetenschappers uit Noord-Amerika is die zoektocht een uiterst serieuze aangelegenheid.

Het belangrijkste voor Butcher en zijn veelal evolutionistische collega's is echter het ontrafelen van wat er (direct) na de zogenaamde oerknal zou zijn gebeurd. Butcher: „Dan gaat het om onze wortels. Hoe is het heelal ontstaan? In die zin zie ik de SKA ook als een deel van onze westerse cultuur. Wij zijn altijd op zoek naar onze oorsprong.”

Butcher vindt de kosten van 1 miljard gulden geen probleem. Bovendien zijn dergelijke bedragen „aanvaardbaar en niet overdreven” voor de topwetenschap. „Vergelijk de kosten maar eens met die van een deeltjesversneller”, aldus Butcher, die hoopt dat Nederland de telescoop zal weten binnen te halen. Dat is nog afwachten, want uiteindelijk beslist de politiek. „Dan gaat het ook om het geld: welk land betaalt hoeveel. De financiering bepaalt ook waar de telescoop komt te staan.”

Butcher en Van Haarlem geloven dat Nederland een goede kans maakt. Temeer omdat ons land sinds het begin van het project een voortrekkersrol speelt. Butcher: „Vooral in het grensgebied tussen Nederland en Nedersaksen zijn mogelijkheden. En van de Hollandse wolken hebben we geen last, want daar 'kijken' we dwars doorheen.”

Storing
Belangrijke zorg van Butcher is wel de toenemende hoeveelheid storingen door tv-zenders en vooral door communicatiesatellieten. „Al valt het hier nog mee.” De telecombedrijven gebruiken frequenties die in het gebied liggen waar de radioastronomen ook naar luisteren. „Idealiter zou je met de SKA in een volledig onbewoond gebied als hartje Australië moeten gaan zitten, maar daar komen die satellieten ook over. Er is bijna geen plaats op aarde meer vrij van straling.” Vooral de iridiumsatellieten hebben de laatste tijd voor problemen gezorgd.

De International Telecommunication Union, een organisatie die afspraken maakt over frequenties voor telecommunicatie, zou veel meer moeten optreden, vindt Butcher. Hij is blij dat de ministers van wetenschap van de dertig rijkste landen dit jaar in Parijs het probleem zullen bespreken. „De ordelijke voortgang van de radiosterrenkunde komt in het gedrang.” Butcher hoopt op duidelijke afspraken. „Net zo goed als er natuurgebieden op aarde zijn waar speciale regels voor gelden, zouden er ook voor ons storingsvrije zones moeten komen.”