Vorig jaar was de stemming nog bedrukt, bij de ongeveer 450 bezoekers van de jaarlijkse conferentie rond ruimtetelescoop Euclid. ‘Vanwege de internationale politieke situatie was de Russische Sojoez-raket die Euclid zou lanceren plots niet meer beschikbaar’, vertelt astronoom Edwin Valentijn van de Rijksuniversiteit Groningen aan de telefoon vanaf de huidige editie, in Kopenhagen.
Na vijftien jaar voorbereidingstijd was het nog maar de vraag hoe – en vooral wanneer – Euclid naar het kosmische kon vertrekken. ‘Maar nu is de stemming hoopvol. Zaterdag gaan we lanceren. Al is dat altijd afhankelijk van de weersomstandigheden, natuurlijk’, zegt hij. De Russen werden vervangen voor het Amerikaanse ruimtevaartbedrijf SpaceX, de lancering verplaatst naar Florida. ‘Achteraf was het eigenlijk snel geregeld.’
Over de auteur
George van Hal schrijft voor de Volkskrant over sterrenkunde, natuurkunde en ruimtevaart. Hij publiceerde boeken over alles van het heelal tot de kleinste bouwstenen van de werkelijkheid.
Euclid is een telescoop voor kosmologie, de wetenschap die het heelal als geheel beschrijft. ‘We willen antwoord zoeken op de allergrootste vragen die we over het universum hebben’, zegt Valentijn. Boven aan de verlanglijst staat de oplossing van twee van de meest prangende kosmische raadsels: de ware aard van de zogeheten donkere materie en donkere energie, samen goed voor 95 procent van de inhoud van het heelal. ‘Van beide snappen we echt geen bal’, zegt Valentijn. ‘Euclid gaat ons hopelijk de antwoorden geven.’ Vijf vragen over deze nieuwe missie.
Donkere materie is een mysterieus goedje waarvan het heelal is doordrenkt. In tegenstelling tot de ‘gewone’ materie waaruit mensen, huizen, planeten en zelfs sterren zijn gemaakt, kun je dat onbekende spul niet zien.
Astronomen kwamen het indirect op het spoor, onder meer doordat in een heelal zonder donkere materie sterrenstelsels zoals onze Melkweg zichzelf al draaiend uit elkaar zouden zwiepen. Sterren zouden dan wegschieten als stoeltjes in een zweefmolen waarvan de kabels breken. De conclusie? Iets moet zorgen voor extra stevige kabels, voor extra zwaartekracht die de boel bijeenhoudt. Dat ‘iets’ is donkere materie.
Waaruit het bestaat, weet niemand. Zelfs niet of het überhaupt materie is. ‘Donkere materie kan bestaan uit deeltjes, maar er zijn ook theorieën die stellen dat we de zwaartekracht niet helemaal goed begrijpen’, zegt Valentijn.
Euclid gaat daarom miljarden sterrenstelsels zoals de Melkweg op de foto zetten, tot zo’n tien miljard lichtjaar diep in de kosmos. Alles bij elkaar bekijkt de telescoop eenderde van de nachtelijke hemel van beide aardse halfronden. Daar doet hij ongeveer vijf jaar over en zo’n tweeduizend wetenschappers zullen met de verzamelde gegevens aan de slag gaan. ‘Het resultaat is een soort CT-scan van het heelal’, zegt Valentijn. De analyse van die scan zal naar verwachting nog eens enkele jaren duren. ‘Maar we verwachten binnen twee jaar de eerste aanwijzingen te hebben.’
Een van de dingen waar Euclid naar zoekt, is zwakke lenswerking. Omdat zwaartekracht de ruimte vervormt waar het licht doorheen reist, kunnen massa’s als een soort lens werken. Door de vervormingen van zulke zwaartekrachtslenzen in kaart te brengen, kun je in theorie berekenen hoe de materie door het heelal verdeeld zit, inclusief spul dat je niet met het blote oog kunt zien. Daarvoor moet je alleen wel héél veel sterrenstelsels bekijken. ‘Euclid is een echte bigdatasatelliet.’
Donkere energie heet donker omdat astronomen ook dat ongrijpbare ‘iets’ niet kunnen zien. Ze weten alleen dat het de kosmos versneld laat uitdijen. De Melkweg, het sterrenstelsel waarin we leven, kun je wel beschouwen als een rozijn in een krentenbrood ter grootte van het heelal. Wanneer je dat brood in de oven zet, bewegen de rozijnen steeds verder uit elkaar. Hetzelfde gebeurt met het heelal, waarbij je donkere energie kunt zien als de oven. Of, nauwkeuriger: als een soort kosmische fietspomp die het heelal stukje bij beetje groter maakt.
De vraag is: hoe snel gebeurt dat? Grootschalige onderzoeken bleken elkaar daarover de afgelopen jaren tegen te spreken. ‘We hebben een nieuw inzicht nodig om dat probleem op te lossen’, zegt Valentijn.
Euclid gaat daarom onder meer de afstanden tussen sterrenstelsels in kaart brengen. Omdat dieper het heelal in kijken ook terugkijken is in de tijd – licht doet er met zijn maximumsnelheid even over om de aarde te bereiken – kan men de laatste tien miljard jaar van de geschiedenis van het heelal in kaart brengen. Alsof de klok in de oven plots terug tikt en je de rozijnen weer naar elkaar toe ziet bewegen. ‘Ik denk dat we met dit instrument een goede kans hebben om dit probleem op te lossen’, zegt Valentijn.
Ja. ‘Je kunt er bijvoorbeeld ook de evolutie van sterrenstelsels mee in kaart brengen, of de structuur van het ‘kosmisch web’, de grootste structuur in het heelal. We kunnen er objecten mee bestuderen die door het zonnestelsel bewegen of de reusachtige zwarte gaten in het centrum van verre sterrenstelsels bekijken’, zegt Valentijn.
Voor wie niet houdt van complexe vakartikelen, maar wel van mooie plaatjes is er ook goed nieuws. De telescoop heeft twee camera’s aan boord, eentje die kijkt in het zichtbare licht en eentje die kijkt in het infrarood. ‘Reken maar alvast op een Euclid-kalender met de beste beelden’, grapt Joost Carpay, die namens het Nederlands ruimtevaartagentschap NSO bij de missie betrokken is.
Het was een ‘nachtmerriescenario’ dat zich eind maart voltrok in Esa’s missiecontrolecentrum in Darmstadt, Duitsland. Eerst viel een van de stuwraketten van Euclid uit en vervolgens begon ook de back-up zich te misdragen.
Betrokken ingenieurs zaten met de handen in het haar, maar gelukkig betrof het slechts een simulatie. ‘Ik wilde de teams laten wennen aan het nemen van beslissingen onder hoge tijdsdruk. Met twee defecte stuwraketten heb ik dat effect wel bereikt’, zei Joe Bush, hoofd simulaties, daarover op de website van Esa.
Zulke oefeningen benadrukken dat behalve de lancering zelf ook de periode daarna nog nagelbijten is. In de eerste zes maanden na lancering worden al Euclids instrumenten geleidelijk getest en in gebruik genomen. Gaat er dan iets mis of treedt er een technisch probleem op, dan kan dat voor de missie fataal zijn. ‘Die eerste maanden na lancering zijn altijd de spannendste periode’, zegt Carpay. ‘Al ben ik vaak positief verrast hoe goed ingenieurs vanaf de grond eventuele problemen nog kunnen oplossen.’
Euclid is een project van de Europese ruimtevaartorganisatie Esa. Dat betekent dat Nederland als Esa-lidstaat verplicht aan de missie heeft bijgedragen. Daar krijgt het wel wat voor terug. ‘Zo’n investering komt vaak bij de nationale industrie terecht’, zegt Carpay. In dit geval leidde dat ertoe dat lucht- en ruimtevaartbedrijf Airbus in Leiden de opdracht kreeg voor het regelsysteem waarmee de ruimtetelescoop zichzelf nauwkeurig in positie kan manoeuvreren. ‘Dat is erg belangrijk bij dit soort grootschalige metingen’, zegt hij.
Nederland deed bovendien ook vanuit de wetenschappelijke wereld nog een duit in het zakje, door een dataverwerkingssysteem te bedenken en ontwerpen. ‘De hoeveelheid data die Euclid gaat vergaren en verzenden, over grote afstand bovendien, daar had Esa nog geen ervaring mee’, zegt Valentijn. Euclid vliegt na lancering naar het Lagrangepunt 2, de plek waar bijvoorbeeld ook ruimtetelescoop James Webb zich bevindt, op zo’n 1,5 miljoen kilometer afstand van de aarde.
De meetgegevens komen vervolgens terecht in negen grote datacentra, waaronder een aan de Universiteit Groningen, twee weken terug pas geopend. ‘Al die locaties gaan we coördineren met een centraal systeem dat we hier in Groningen hebben bedacht en ontworpen’, zegt hij. ‘Dat systeem is een baby van onze groep. Ik ben er apetrots op.’
Om u deze content te kunnen laten zien, hebben wij uw toestemming nodig om cookies te plaatsen. Open uw cookie-instellingen om te kiezen welke cookies u wilt accepteren. Voor een optimale gebruikservaring van onze site selecteert u "Accepteer alles". U kunt ook alleen de sociale content aanzetten: vink hiervoor "Cookies accepteren van sociale media" aan.
U bent niet ingelogd
Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2023 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden