Dorine Schenk
Over een aantal jaar moet op bijna 3 km hoogte, op een bergtop in Chili, ’s werelds grootste telescoop verrijzen. Deze Extremely Large Telescope (ELT) wordt gebouwd door de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO). De onderdelen worden momenteel op allerlei plekken ter wereld in elkaar gesleuteld, waaronder in Nederland. Zo zal TNO samen met het Nederlandse bedrijf Demcon Focal belangrijke ‘laser-guide-star’-technologie leveren die de telescoop in staat stelt scherpere beelden te maken van de nachtelijke hemel dan tot nu toe mogelijk was.
De 39 m grote hoofdspiegel van de ELT zal vijftien keer zoveel licht op gaan vangen als de grootste telescopen nu. Daarmee zal de telescoop nog dieper het universum in kunnen kijken. Maar telescopen op aarde hebben één groot obstakel als ze scherpe beelden willen maken: de aardatmosfeer. Trillingen daarin zorgen voor een vertroebeld beeld, vergelijkbaar met de lucht boven een asfalt weg op een hete dag, vertelt Wouter Jonker, projectmanager bij TNO. ‘Die atmosferische trillingen zorgen er ook voor dat de sterren twinkelen. Dat wil je niet in je telescoopbeelden.’
De ‘laser-guide-star’-technologie projecteert kunstmatige sterren op de buitenrand van de atmosfeer, op 90 km hoogte, vlakbij de sterren of andere objecten die de telescoop waar gaat nemen. Dat gebeurt met laserbundels van 22 W met een doorsnee van 30 cm, vertelt Jonker. Die laserstralen activeren natriumatomen in de natriumlaag die zich op ongeveer 90 km hoogte bevindt. Deze natriumatomen zenden licht uit als ze terugvallen naar hun niet-geactiveerde toestand.
Deze gloed wordt opgevangen door de telescoop en gebruikt als kunstmatige ster. Omdat de eigenschappen van dit licht goed bekend zijn, kan de mate van de atmosferische verstoring met behulp van deze kunstmatige sterren bepaald worden. Een speciale vervormbare spiegel in het lichtpad van de ELT kan vervolgens direct corrigeren voor deze verstoring zodat er een zo scherp mogelijk beeld gemaakt kan worden. ‘Het projecteren van kunstmatige sterren en het corrigeren van de spiegel gebeurt continu tijdens het waarnemen’, vertelt Jonker.
TNO ontwikkelde eerder al een deel van een ‘laser-guide-star’-technologie voor ESO’s Very Large Telescope (VLT). Nu gaat ESO een contract aan voor het gehele ‘laser-guide-star’-systeem met TNO en Demcon Focal. Zij zullen samen de complexe optiek en precisie-mechanica ontwikkelen die hiervoor nodig is. Jonker: ‘We willen graag de Nederlandse industrie betrekken bij de ontwikkeling van deze wetenschappelijke technologie.’
Met de ‘laser-guide-star’-technologie kan de ELT over een paar jaar lichtzwakke objecten scherp in beeld brengen. Dit stelt astronomen bijvoorbeeld in staat om inzicht te krijgen in de vorming van sterrenstelsels en exoplaneten te ontdekken en te onderzoeken of er buiten ons zonnestelsel aardachtige planeten bestaan waar leven op mogelijk zou zijn.
De laserstralen in gebruik (in werkelijkheid iets minder fel dan op de foto). Credit: Henri Werij TNO
