Astronomie vanaf de aarde

TNO heeft een lange staat van dienst in de ontwikkeling van instrumenten voor ruimtevaart en wetenschap, waaronder astronomie. Daarbij combineren we vier kernexpertises om de uiterste grenzen van nauwkeurigheid, stabiliteit en gevoeligheid te halen: Optica (optisch ontwerp en engineering), Opto-mechatronica (mechanisch ontwerp, analyse en regeltechniek), Space Systems Engineering (technisch management, kwaliteitsbewaking en testen voor gegarandeerde prestaties onder de zwaarste omstandigheden) en Optische Vervaardiging (complexe a-sferische en vrije-vorm componenten en geavanceerde coatings).

TNO SPACE AND SCIENTIFIC INSTRUMENTATION

Wij hebben ruim 50 jaar ervaring op het gebied van ruimtevaart en ontwikkelen zowel one-off instrumenten als prototypes voor aardobservatie, wetenschappelijke ruimtemissies, grondgebonden astronomie   en andere takken van big science. Recent hebben we ons portfolio uitgebreid met systemen voor laser-satellietcommunicatie.

TNO TECHNOLOGIE VOOR ASTRONOMIE

Onze organisatie heeft een succespercentage van 100% op het gebied van instrumenten voor ruimtevaart en wetenschap – voor als technologie volwassen, nauwkeurig en betrouwbaar moet zijn.

Voor een effectief telescoopsysteem zijn onderdelen met de hoogst mogelijke precisie essentieel. Vanuit systeemperspectief gaat het dan om belangrijke instrumenten om het golffront van het inkomende licht in stand te houden, te meten en te corrigeren. Gesegmenteerde spiegels moeten tot op tientallen nanometers nauwkeurig onderling worden uitgelijnd. Al voor het licht de eerste vervormbare spiegel bereikt moeten de primaire en secundaire spiegels vrijwel perfect in vorm worden gehouden. Naast hoogwaardig ontwerp en productie omvat dit ook kalibratie en het tegengaan van externe invloeden zoals de wisselende zwaartekrachtsvector (door veranderende oriëntatie van de telescoop), windbelasting, temperatuurgradiënten en grondtrillingen. Uiteraard gaat het bij adaptieve optica om meer dan alleen vervormbare spiegels. Andere onderdelen, zoals golffrontsensoren, laser guide stars en geoptimaliseerde real-time besturingssystemen zijn van even groot belang voor het verkrijgen van hoogwaardige wetenschappelijke data uit grote telescopen.

TIENTALLEN JAREN ERVARING EN 100% BETROUWBAARHEID

TNO heeft sinds 1964 een groeiend aantal voornamelijk optische instrumenten en modules ontworpen, gebouwd en gekalibreerd. Sinds het allereerste wetenschappelijke instrument, gebouwd voor ESA, heeft TNO in een halve eeuw een uitstekende staat van dienst opgebouwd op het gebied van ruimtevaartinstrumenten en -onderdelen. TNO heeft consequent voor doorbraken gezorgd, variërend van spectrometers voor aardobservatie en planeetverkenning tot technologisch hoogwaardige missie-kritieke ruimtevaartonderdelen.

Tot de astronomische toepassingen die momenteel worden gebruikt behoren onder andere laser guide stars, delay lines en star-separators voor de VLTi, ’s werelds grootste optische interferometrische telescoop. Onlangs heeft TNO, samen met partners VDL en NOVA, succesvol het ontwerp voltooid van de draagconstructie voor de primaire spiegel (M1) van de Extremely Large Telescope (ELT) van de ESO. Het ontwikkelproces, van idee tot volledig getest systeem, duurde van 2005 tot 2018. Het ontwerp voldoet aan de zware eis van oppervlaktevormcorrectie van 25-30 nm onder alle zwaartekrachtvectoren. De 39 meter metende primaire spiegel bestaat uit 798 segmenten van 1,4 meter met 133 verschillende vormen, welke allemaal met het enkelvoudige TNO-ontwerp in vorm kunnen worden gehouden. In samenwerking met TNO heeft VDL onlangs de opdracht van ESO toegekend gekregen voor levering van de volledige serie van bijna 1000 draagconstructies voor M1.

TNO werkt volgens internationale regelgeving met betrekking tot kwaliteit en vertrouwelijkheid. TNO helpt de kwaliteit van het leven op aarde te verbeteren en stimuleert de speurtocht naar tekens van leven buiten onze planeet met de volgende technologische ontwikkelingen:

• Ontwerp van draagconstructies voor spiegels (EELT-M1, M2/M3)
• Positioneringsaandrijving voor draagconstructies (PACT)
• Metrologie voor co-fasering van gesegmenteerde spiegels (OCT)
• Laser guide stars (VLT, ELT)
• Deformeerbare spiegels (ESA, lasercommunicatie)
• Optomechatronica (multidiscipliniare expertise)
• Geoptimaliseerde regeltechiek en precisie-instrumenten (spectrometers, star separators)