Kende je SRON al? Deze vraag stelde woordvoerder Frans Stravers aan VWN-ers die
zich 14 mei bij SRON Netherlands Institute for Space Research verzamelden. De naam
komt regelmatig langs in persberichten over ruimteonderzoek gericht op onderwerpen van sterrenstelsels en zwarte gaten tot atmosfeermetingen. Maar velen wisten niet dat in dit pand op het Utrecht Science Park ook een uitgebreide technische afdeling bestaat met
cyrolabs en cleanrooms waar onderdelen voor telescopen en satellieten gebouwd worden.
Van chips tot complete detectoren.

Door: Dorine Schenk

Het gebouw van SRON in Utrecht. Foto: M.M.Minderhoud

Ongeveer dertig procent van SRON bestaat uit ingenieurs, vertelt directeur Michael Wise. En van de 50 procent wetenschappers, is een groot deel bezig met het ontwerpen en ontwikkelen van instrumenten voor ruimteonderzoek. “We are astronomers that like to built things”, zegt Wise. SRON houdt zich bezig met ‘letterlijk alles dat je kunt doen vanuit de ruimte’.

Exoplaneten
Na Wise met SRON in vogelvlucht, neemt Michiel Min ons mee op exoplaneten jacht. 25 jaar geleden kenden we enkel de planeten in ons eigen zonnestelsel. Inmiddels zijn er duizenden bekend. De meeste daarvan zien er anders uit dan onze planeten. Het zijn ‘hete Jupiters’, grote planeten die dicht om hun ster heendraaien. Of ‘superaardes’, waarschijnlijk rotsachtige planeten die groter zijn dan de aarde. Zijn dit de meest gangbare exoplaneten in het heelal of hebben we te maken met een bias omdat deze objecten het gemakkelijkst waar te nemen zijn met onze observatietechnieken? Toekomstige ruimtemissies, zoals PLATO, waar SRON bij betrokken is, zullen gaan zoeken naar exoplaneten die zich beter verstoppen, zoals mogelijke zusjes van de aarde. De komende decennia krijgen we een beter beeld exoplaneten. Het wordt een spannende tijd voor dit onderzoeksgebied. “De 21 e eeuw wordt dé eeuw dat we leven gaan vinden buiten de aarde. Daar ben ik zeker van”, zegt Min vastberaden. “Als het er is”, voegt hij eraan toe.

Cyrolabs
Dan gaan we een kijkje nemen in de labs waar het gebeurt. In de cyrolabs van Luciano Gottardi en Pieter de Visser staan koelvaten te brommen. Hier worden detectoren en chips voor ruimtemissies getest onder extreme omstandigheden. Om alle ruis buiten te sluiten zijn de vaten lichtdicht en kunnen ze afgekoeld worden tot enkele millikelvin (een fractie boven het absolute nulpunt van –273,15 °C). Hier wordt onder andere gewerkt aan infrarood- en röntgencamera’s op basis van supergeleiding. De pixels zijn zo gevoelig dat ze bijna elk individueel lichtdeeltje kunnen meten én diens eigenschappen in kaart kunnen brengen.

Cleanrooms
De specialistische chips die nodig zijn voor deze camera’s worden in house gemaakt. Op de begane grond bevinden zich clean rooms waar chips, elektronica en andere onderdelen in een bijna stofvrije omgeving in elkaar gezet worden. We mogen er een kijkje nemen, maar: mensen zijn vies, met al hun haren, huidschilfers en het stof dat ze meenemen. Daarom moeten we onszelf zo goed mogelijk inpakken voordat we de cleanrooms in gaan. Jasjes moeten uit, telefoons in je zak, of zonder hoesje, schoongemaakt mee als je foto’s wilt maken. Dan krijgen we hoesjes om onze schoenen. Over die hoesjes gaat nog een wit, kunststof pak dat ons letterlijk van top tot teen bedekt.

Tenslotte doen we latex handschoenen aan die tot over de mouwen opgetrokken worden. Enkel onze gezichten zijn niet bedekt. In de clean rooms is het die dag rustig. Er staan precisie-apparatuur en er liggen restjes tin en goud van het schoonmaken en prepareren van printplaten. Verderop zijn kamers waar onderdelen met chemicaliën bewerkt kunnen worden. Door de clean gangen en kamers loopt een luchtstroom die al het stof meeneemt. De nauwkeurigheid waarmee hier gewerkt kan worden doet niet onder voor chipbedrijven.

Astrofysica
Als de witte pakken uitgetrokken zijn keren we terug naar de lezingenzaal. Daar vertelt Jelle de Plaa over de analyse van astrofysische metingen die (ruimte)telescopen binnen brengen. In spectra van röntgen, infrarood en zichtbaar licht speuren onderzoekers naar informatie. Hoe ontstaan grote clusters van sterrenstelsels? Wat gebeurt er in de directe omgeving van zwarte gaten? Door informatie van verschillende soorten straling te combineren krijgen de onderzoekers een beeld van de bijzondere gebeurtenissen in het heelal.

Aardobservaties
In de laatste lezing horen we meer over satellieten die ‘de andere kant op kijken’. Door bijvoorbeeld te meten hoe het zonlicht weerkaatst op de atmosfeer kunnen de broeikasgassen, aerosolen en CO2 in kaart gebracht worden, legt Avri Selig uit. Aerosolen zijn stofdeeltjes en vloeistofdruppeltjes die in de atmosfeer rondzweven (eigenlijk alles wat geen gas is). Hierover is nog veel onbekend. “We weten niet eens of ze netto voor opwarming of afkoeling van de aarde zorgen”, zegt Selig. Dat komt onder andere doordat ze onderling zo verschillen. Roet-aerosolen absorberen licht terwijl kleine zeezoutdeeltjes
het juist verstrooien.

Er staan verschillende satellieten op de planning voor aardobservaties. Zo zal het SPEXone instrument vanaf 2022 de eigenschappen van aerosolen gaat meten. SRON heeft zowel de wetenschappelijke leiding als de leiding over de bouw van dit instrument. Ook wordt er gewerkt aan satellieten om de uitstoot van CO2 tot op elke vierkante kilometers nauwkeurig in kaart te brengen. Hiermee kan gecontroleerd worden of landen zich aan hun afspraken over CO2-uitstoot zorgen.

Na deze excursie kennen we SRON zeker en dat is maar goed ook. Het heeft een indrukwekkend onderzoeksrepertoire waar we de komende jaren zeker nog meer over zullen horen.