Ons werk

Gaia brengt Melkweg in kaart – haarscherp en in 3D

Op 19 december 2013 lanceerde het European Space Agency (ESA) de satelliet Gaia. Deze satelliet brengt de Melkweg 3d in kaart en verzamelt informatie over de samenstelling van sterren en de aanwezigheid van planeten. Het resultaat van de Gaia-missie zal na vijf jaar een uitzonderlijk nauwkeurige driedimensionale kaart zijn van meer dan een miljard sterren in onze Melkweg. Dankzij bijdragen van TNO kan Gaia extreem scherp in het heelal kijken.

TNO heeft drie onderdelen aangeleverd voor Gaia. De WFS OMA (WaveFront Sensor Opto Mechanical Assembly) ondersteunt de uitlijning van de telescoop. De FSS (Fine Sun Sensor) bepaalt de positie van de satelliet ten opzichte van de zon, ondermeer nodig om de zonnepanelen op te laden. De BAM OMA (Basic Angle Monitoring Opto Mechanical Assembly) is kritisch voor het succes van de missie en tevens een van de meest complexe onderdelen. BAM maakt het mogelijk dat Gaia metingen verricht met een onwaarschijnlijke resolutie, vergelijkbaar met het onderscheiden van een haar op duizend kilometer afstand. Deze hoge nauwkeurigheid zorgt voor de verwachting dat Gaia elke dag in ons zonnestelsel ongeveer 100 nieuwe asteroïden, 10 nieuwe sterren met planeten, 50 nieuwe exploderende sterren in andere melkstelsels en 300 nieuwe verre quasars zal ontdekken. Exoplaneten zullen waargenomen kunnen worden door zeer geringe ster bewegingen, veroorzaakt door de zwaartekracht invloeden van deze planeten. Tijdens zijn operationele levensduur van 5 jaar zal Gaia naar verwachting 15.000 nieuwe exoplaneten ontdekken.

BAM OMA

De satelliet moet absoluut stabiel kunnen opereren om deze revolutionaire meetnauwkeurigheid te kunnen bereiken. Projectmanager ing. Wim Gielesen: 'Het Gaia-meetinstrument meet de hoeken tussen sterren met behulp van twee telescopen die zijn ingesteld op een vaste basishoek van 106,5 graden. Wil je de ruimte correct in kaart brengen, dan moet je wél zeker weten dat het de sterren zijn die bewegen en niet het meetinstrument. Daarom controleert het Basic Angle Monitoring-systeem (BAM) iedere vijf minuten de basishoek tussen de spiegels.' Gielesen legt uit: 'De BAM schiet twee paar parallelle laserbundels naar de telescoopspiegels. Die komen terug op een detector, waarbij twee interferentiepatronen ontstaan. De eventuele verschuiving van die patronen wordt met een nauwkeurigheid van 0,5 microboogseconden gemeten, waarna de data die van de spiegels komt wordt gecorrigeerd voor veranderingen in de basishoek.'

Grensverleggend

Bijna de hele satelliet is van siliciumcarbide gemaakt: een uiterst stijf materiaal dat is bestand tegen een temperatuur van -170 graden Celsius. Gielesen: 'Siliciumcarbide is een keramisch materiaal, dus bros en erg hard. Omdat dergelijke spiegels nooit eerder ergens werden geproduceerd, heeft TNO deze zelf ontwikkelt. We spreken hier over een spiegel met een heel sterke kromming. Met de polijstrobot hebben we die geslepen; een team uit Leipzig heeft de lokale oneffenheden verwijderd. Dat was extreem ingewikkeld, want de afwijkingen zaten op de grens van wat we überhaupt kunnen meten.' Het resultaat is een spiegel die een factor 2 beter presteert dan door ESA gevraagd. 'De nieuwe kennis die we hebben ontwikkeld zal vaker worden ingezet – onder andere in de lasertechnologie.'
De componenten van de BAM OMA zijn ontwikkeld in nauwe samenwerking met de TU Eindhoven en met steun van het Netherlands Space Office (NSO). De siliciumcarbidecomponenten zijn gefabriceerd door Airbus DS/Mersen-Boostec.

Nieuws

Metrologie ontwikkeld door TNO cruciaal in data release van Gaia satelliet

14 september 2016
Vanaf 14 september, zal ESA gegevens vrijgeven die verkregen zijn gedurende de eerste twee jaar van de Gaia-missie. Het doel van deze missie is om een driedimensionale kaart van onze Melkweg te maken... Lees verder

Wij gebruiken anonieme cookies om het gebruik van onze site te verbeteren.