Astronomie vanaf de aarde

Specialisatie

Onze organisatie heeft een succespercentage van 100% op het gebied van betrouwbare en stabiele instrumenten voor de wetenschap. Voor een effectief telescoopsysteem zijn onderdelen met de hoogst mogelijke precisie essentieel. Alleen dan kun je nog verder het heelal inkijken en zijn nieuwe wetenschappelijke ontdekkingen mogelijk. Vanuit systeemperspectief gaat het dan om belangrijke instrumenten om het zicht van een telescoop (het optische golffront) in stand te houden, te meten en te corrigeren. TNO werkt aan technologische ontwikkelingen die hieraan op de volgende manier bijdragen:

• Adaptieve spiegels (NASA-IRTF-ASM, UH88-ASM, ESA Laser Communications)
• Laser Guide Star-projectiesystemen (VLT, ELT)
• Op de nanometer nauwkeurige draagconstructies voor spiegels (ELT)

Adaptieve spiegels

Adaptieve, of vervormbare spiegels, zijn een kerntechnologie van de adaptieve optica. Ze worden gebruikt in telescopen om atmosferische turbulentie te corrigeren. Zodat telescopen vanaf de aarde net zo goed zicht geven als telescopen in de ruimte, zoals de Hubble ruimtetelescoop en de James Webb ruimtetelescoop. TNO heeft een innovatieve, geavanceerde vervormbare-spiegeltechnologie ontwikkeld die ervoor kan zorgen dat de mens nog verder in de ruimte kan zien.

In februari 2024 leverde TNO een nieuwe adaptieve secundaire spiegel (ASM - Adaptive Secondary Mirror) voor de NASA-IRTF-telescoop in Hawaï (foto boven). Later in 2024 zal TNO een ASM leveren voor de 88-inch telescoop van de University of Hawaï. Ook wordt er gewerkt aan ontwerpen voor adaptieve spiegels voor de telescopen van W. M. Keck Observatory, Automated Planet Finder en Gemini North.

Uiteraard gaat het bij adaptieve optica om meer dan alleen vervormbare spiegels. Andere onderdelen, zoals golffrontsensoren, laser guide stars en geoptimaliseerde real-time besturingssystemen (zie hieronder) zijn van even groot belang voor het verkrijgen van hoogwaardige wetenschappelijke data uit grote telescopen.

Op de nanometer nauwkeurige draagconstructies voor spiegels

De nieuwste telescopen die momenteel worden ontwikkeld, zijn Extremely Large Telescopes (ELT's). Hiertoe behoren ook de ESO-ELT (Europees), TMT en GMT (internationale consortia onder leiding van de VS). Om meer licht te kunnen vangen en objecten gedetailleerder te kunnen zien, zijn deze voorzien van primaire spiegels met een diameter van 24 tot 39 meter. Een spiegel van dit formaat kan zijn eigen gewicht niet dragen. Daarom bestaat elke spiegel uit meerdere kleinere spiegels die dusdanig gevormd en uitgelijnd zijn dat ze perfect samenwerken. Eén manier om dit te doen is met zeshoekige "gesegmenteerde spiegels" zoals bijvoorbeeld bij de ELT en TMT.

Zelfs vóór de eerste adaptieve spiegel moeten de primaire spiegels een bijna perfecte oppervlaktevorm behouden om de kwaliteit van het invallende licht te behouden (en de diffractielimiet te handhaven). Daarbij gaat het niet alleen om een perfect ontwerp en productie van de componenten, maar ook om kalibratie en aandrijving om bepaalde natuurkrachten, zoals zwaartekracht (door de veranderende oriëntatie van de telescoop), windbelasting, thermische gradiënten en bewegingen van de bodem te compenseren.

Tientallen jaren ervaring met 100% betrouwbaarheid

Sinds 1964 ontwerpt, bouwt en kalibreert TNO een groeiend aantal (hoofdzakelijk optische) instrumenten en modules voor ruimtevaart en wetenschap. Sinds het allereerste wetenschappelijke instrument, dat werd gebouwd voor ESA, heeft TNO in een halve eeuw een uitstekende staat van dienst opgebouwd op het gebied van instrumenten en onderdelen voor de ruimtevaart. De technologie en componenten van TNO zijn altijd baanbrekend geweest, of het nu gaat om spectrometers voor aardobservatie en onderzoek van planeten of om technologisch hoogwaardige missiekritieke ruimtevaartonderdelen. Andere astronomische toepassingen zijn de delay lines en star separators voor de VLT, de grootste optische interferometrische telescoop ter wereld.

Expertisegebieden

TNO combineert vier expertisegebieden om baanbrekende niveaus van nauwkeurigheid en controle te bereiken in ultraprecieze opto-mechatronica:

• Optica (optisch ontwerp en techniek)
• Mechatronica (van mechanisch ontwerp, mechanismen en besturing tot volledige optische systemen)
• Space systems engineering (engineering, managen en testen van de kleinste details om prestaties in de meest uitdagende omgevingen te garanderen)
• Optics manufacturing (op de nanometer nauwkeurige complexe optica, coatings, vrije vormen en asferen)

Met meer dan 60 jaar ervaring in de ruimtevaart ontwikkelen wij unieke en prototype-instrumenten voor aardobservatie, wetenschappelijke ruimtemissies, astronomie vanaf de aarde en big science-oplossingen, uitgebreid met onze recente ontwikkeling voor lasersatellietcommunicatie met hoge bandbreedte. Samen ontwerpen en ontwikkelen we instrumenten voor de wetenschap die voldoen aan de strengste kwaliteitseisen.