De bouw van de twee radiotelescopen onder de noemer Square Kilometre Array (SKA) heeft groen licht gekregen. De twee radiotelescopen komen te staan in Zuid-Afrika en Australië en bestaan uit honderdduizenden kleine meetelementen. Nederlandse wetenschappers en bedrijven brengen inhoudelijke kennis en ervaring in.
Alles wees er al op dat SKA er zou komen, maar na jaren van voorbereiding is dat nu eindelijk ook helemaal zeker.
‘Het voelt wel een beetje als een opluchting’, vertelt Michiel van Haarlem aan de telefoon. Hij is hoofd van het Nederlandse SKA Office bij ASTRON. ‘De regeringen van de betrokken landen hebben nu gezamenlijk groen licht gegeven, dus we kunnen van start met het uitbesteden van de bouw van de telescopen.’
Verschillende continenten
SKA is een megaproject. Op twee locaties op verschillende continenten komen radiotelescopen te staan die bestaan uit talloze losse meetelementen.
Het Square Kilometre Array-project bestaat in feite uit twee losse telescopen: een in Zuid-Afrika, SKA-Mid, en een in Australië, SKA-Low; de namen verwijzen naar de golflengtes waarvoor die telescoop gevoelig is.
Verschijnselen bestuderen
De beide telescopen zijn ontworpen voor een gevoeligheid bij verschillende golflengtes en ze zijn dan ook geschikt om uiteenlopende verschijnselen te bestuderen. In Zuid-Afrika bestaan de meetstations uit schotelantennes, die de hogere frequenties vastleggen.
In Australië komen in totaal zo’n 130.000 dipoolantennes te staan voor signalen met lagere frequenties. Elk exemplaar vangt radiosignalen uit de ruimte op en stuurt zijn signaal via laserstralen door glasvezels naar een centraal meetstation. Daar vangt elektronica alle lasersignalen op en combineert ze tot een beeld van het bekeken object in het heelal.
Hoe groter een telescoop is, hoe scherper het beeld en hoe kleiner de details dus die hij kan afbeelden. ‘Tegelijk bepaalt het aantal antennes hoe gevoelig de telescoop is’, zegt Van Haarlem.
Geboorte van sterren
De telescopen van SKA moeten beelden gaan maken van verschillende verschijnselen in het heelal.
‘Het mooie is dat SKA als telescoop kan opereren bij verschillende golflengtes en bij verschillende resoluties. Daarmee kan hij gaan bijdragen aan verschillende onderwerpen binnen de astronomie, van de geboorte van sterren in het vroege universum tot het bestuderen van pulsars en planeten’, zei Van Haarlem in een interview met ASTRON.
Opdrachten voor bedrijven
De bouw van SKA is begroot op 1,9 miljard euro (bouw en operationele kosten voor de komende tien jaar) en zal gaan duren van 2021 tot ongeveer 2028. Nederland draagt ongeveer 39 miljoen euro bij aan het project en een deel daarvan komt terug in de vorm van opdrachten voor bedrijven.
Fotonica en software
Nederlandse ingenieurs en bedrijven hebben met name veel kennis over elektronica in combinatie met fotonica, componenten die lichtsignalen meten, manipuleren en doorsturen. Ook met het maken van de software die alle losse gemeten signalen omrekent tot een beeld hebben Nederlandse technici veel ervaring, weet Van Haarlem.
‘Om te beginnen is de academische wereld in ons land goed in het produceren van vooruitstrevende software. Maar SKA vraagt om meer. De software die alles aanstuurt en de data verwerkt moet goed onderhouden kunnen worden, en heel goed gestructureerd zijn, zodat ook nieuwe partijen ermee uit de voeten kunnen. Ten slotte wordt de software ontworpen op zo’n manier dat hij goed uit te breiden is. We weten nu al dat SKA moet gaan groeien als de telescoop eenmaal goed draait.’
Kennis van LOFAR
Bij het ontwerp en de bouw van SKA-Low hebben de betrokken partijen dankbaar gebruik gemaakt van de kennis die is opgedaan bij LOFAR (Low Frequency Array). Dit is een vergelijkbare telescoop die bestaat uit verschillende velden van losse, eenvoudige antennes.
De eerste locatie van LOFAR verrees in 2010 in Drenthe, aangevuld met 32 andere antennevelden in Noord-Nederland. Inmiddels staan er in Nederland 38 antennestations, net zoals in acht andere Europese landen.
Ontwerpen overnemen
‘We leunen met SKA zwaar op de ervaringen van LOFAR. Het ontwerp van de antennes en de software op de achtergrond kunnen we bijna één op één overnemen. Toen we LOFAR bouwden, was het echt iets nieuws; nu profiteren we dankbaar van de kennis die we daarbij hebben opgedaan. Je kan wel zeggen: zonder LOFAR was SKA er niet geweest’, vertelt Van Haarlem, die ook vanaf het begin betrokken is geweest bij LOFAR.
Bouw infrastructuur van start
De komende maanden worden contracten aan bedrijven vergund en waarschijnlijk kan de daadwerkelijke bouw van SKA in het eerste kwartaal van 2022 van start, schat Van Haarlem in. ‘Dan heb je het eerst over de basis-infrastructuur, zoals de aanleg van wegen en het bouwrijp maken van de locaties.’
Eerste meetresultaten
De eerste meetresultaten van de gigantische radiotelescoop zijn waarschijnlijk al in 2024 te verwachten, als hij nog verre van afgebouwd is. Rond die tijd is nog maar 10 procent van de uiteindelijke telescoop gebouwd.
Van Haarlem: ‘Het mooie van een interferometer, zoals SKA, is dat je niet alle antennes nodig hebt om te starten met de metingen. Als er een klein deel staat gaan we al testen. Dan heeft de telescoop nog niet de definitieve scherpte en gevoeligheid, maar het geeft ons wel de gelegenheid om eventuele kinderziektes eruit te halen.’
Openingsbeeld Samengestelde illustratie van de twee geplande telescoop-arrays van SKA. Links de schotels van SKA-Mid, die in Zuid-Afrika komen, rechts de dipoolantennes van SKA-Low in Australië. Illustratie SKA Observatory (SKAO)
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.