Apparatuur en systemen voor verkenning van het heelal

Thema:
Astronomie vanaf de aarde
Astronomie vanuit de ruimte

Het onderzoeken en in kaart brengen van het heelal via satellieten houdt de mens al decennialang bezig. Inmiddels kunnen we enorm ver in de ruimte kijken, dankzij complexe apparatuur. Ontdek welke belangrijke bijdragen we leveren aan het verkennen en in kaart brengen van het heelal.

Ruimtemissies

Waarnemingen van de ruimte kunnen grote vragen beantwoorden over de oorsprong, structuur en evolutionaire geschiedenis van onze Melkweg en het universum. Voor missies in de ruimte heb je betrouwbare en stabiele systemen nodig, met de capaciteit om enorm veel data uit te wisselen. TNO is een koploper op dat gebied.

Dataoverdracht voor ruimtemissies

Voor het verkennen van het heelal is optische communicatie een oplossing. Lasersatelliettechnologie, waar wij al mee bezig zijn dichtbij de aarde, kan ook de downloadsnelheid van data verder weg uit de ruimte vergroten. Zo verwachten we in 2023 technologie klaar te hebben voor data-uitwisseling met de maan via een maancommunicatieterminal. Uiteindelijk willen we toe naar een volledig netwerk voor dataoverdracht voor ruimtemissies die ver weg in de ruimte plaatsvinden.

Optische communicatieterminal voor op de maan
Terminal voor data-uitwisseling met de maan

James Webb Telescoop

De James Webb-ruimtetelscoop (JWST) gaat helpen belangrijke vragen in de sterrenkunde te beantwoorden. Zoals over de vroegste geschiedenis van het heelal, waaronder de geboorte van de eerste sterrenstelsels, bijna 13,6 miljard jaar geleden.

Over de James Webb-telescoop

De JWST werd op 25 december 2021 gelanceerd en is ontwikkeld en gebouwd in samenwerking met NASA, ESA en de Canadese ruimtevaartorganisatie CSA. TNO leverde het optische ontwerp voor het infraroodinstrument MIRI. Daarmee kan de JWST de verst gelegen sterrenstelsels, pasgeboren sterren en nauwelijks zichtbare kometen observeren.

Meer informatie over Over de James Webb-telescoop tonen verbergen

JWST richt zich op infraroodstraling, want straling van koude en verafgelegen hemellichamen heeft een langere golflengte dan zichtbaar licht. Daardoor richt JWST zicht juist daarop. Een bijkomend voordeel is dat infraroodstraling relatief goed door kosmische stofwolken dringt, waardoor we kunnen zien wat er achter ligt.

Over de LISA-telescoop

Astronomen gebruiken zwaartekrachtgolven om gebeurtenissen in het heelal waar te nemen, zoals botsingen tussen stellaire zwarte gaten of neutronensterren. Observatoria op aarde kunnen maar zwaartekrachtsgolven tot een lengte 10.000 kilometer waarnemen. Daardoor blijven bijvoorbeeld superzware zwarte gaten onzichtbaar.

Meer informatie over Over de LISA-telescoop tonen verbergen

Meetarmen

LISA krijgt meetarmen van 2,5 miljoen kilometer, waarmee het veel langere golflengtes kan detecteren. De meetarmen worden gevormd door laserstralen tussen 3 satellieten (zie afbeelding). Met die meetarmen detecteert LISA zwaartekrachtsgolven via minuscule veranderingen in de onderlinge afstanden.

TNO-technologie

De satellieten staan onderling op 2,5 miljoen kilometer afstand. Ze bewegen continu ten opzichte van elkaar, binnen een marge van ongeveer 10.000 kilometer. Dat verstoort de metingen niet, maar de laserstralen moeten daardoor wel worden bijgestuurd. Wij ontwikkelen daarvoor mechanismes die met een nauwkeurigheid van milliboogseconden kunnen richten onder extreme ruimtevaartcondities. Die nauwkeurigheid komt overeen met het aanwijzen van een dubbeltje op de Eiffeltoren vanuit Nederland.

Specificaties BAM OMA

BAM OMA is een optisch systeem van twee losse eenheden die zijn opgebouwd met vlakke spiegels, bundelsplitsers, glasvezel collimatoren en periscopen. Dit systeem is extreem complex en essentieel voor het succes van de missie.

Meer informatie over Specificaties BAM OMA tonen verbergen

Stabiliteit dankzij siliciumcarbide

De astrometische metingen van de Gaia-satelliet zijn nauwkeurig op 24 microboogseconde (bij 15 magnitude). Dit is vergelijkbaar met het meten van de diameter van een menselijke haar op een afstand van duizend kilometer. Daarom is het noodzakelijk dat de BAM OMA zeer stabiel is. Om dat te bereiken is hij opgebouwd uit siliciumcarbide, dat zorgt voor een ultrahoge stabiliteit. De componenten zijn ontwikkeld samen met TU Eindhoven en met steun van het Netherlands Space Office.

De voordelen van siliciumcarbide:

  • Hoge stijfheid bij laag gewicht (hoge soortelijke stijfheid)
  • Hoge thermische geleidbaarheid
  • Lage thermische uitzettingscoëfficiënt
  • Goede isotropie (gedragen in alle richtingen hetzelfde)

Laat je verder inspireren

4 resultaten, getoond 1 t/m 4

Astronomie vanaf de aarde

Informatietype:
Artikel
Met onze technologieontwikkeling voor astronomie helpen wij om wetenschappelijke doorbraken mogelijk te maken.

James Webb Space Telescope gelanceerd mét bijdrage TNO

Informatietype:
Insight
25 december 2021
De James Webb-ruimtetelescoop is op 24 januari 2022 om 20 uur aangekomen op de eindbestemming. TNO leverde het optische ontwerp voor een instrument in de JWST.

TNO draagt bij aan CoCO2

Informatietype:
Insight
27 mei 2021
CoCO2 levert kwantificeerbare, verifieerbare en onafhankelijke gegevens over CO2-emissies voor de Global Stocktake inventarisatie van het klimaatakkoord van Parijs in 2023.

Adaptieve spiegeltechnologie bij Europese zonnetelescoop

Informatietype:
Nieuws
14 april 2021
TNO start met ontwerp van essentieel onderdeel van de European Solar Telescope (EST). Dit gaat gedetailleerd onderzoek van de zon mogelijk maken.