TNO gaat nieuwste adaptieve spiegeltechnologie toepassen bij Europa's grootste zonnetelescoop

Het onderdeel dat TNO gaat toepassen is de adaptieve secundaire spiegel (ASM), die snel van vorm kan veranderen en zo het vervormende effect van de atmosfeer op de telescoopbeelden kan corrigeren. Deze innovatieve bijdrage zal ervoor zorgen dat de EST een zo scherp en gedetailleerd mogelijk beeld van de zon krijgt. Het project, dat deels wordt gefinancierd door de EU en geleid door het Instituto Astrofísica de Canarias (IAC), helpt Europa een vooraanstaande positie te behouden als het gaat om de kennis van onze zon en de invloed die deze heeft op de aarde.

De zon is niet alleen een onmisbare bron van licht en warmte, maar heeft met zijn krachtige magnetische velden en complexe atmosferische dynamiek ook een enorme invloed op moderne technologie, zoals satellieten, vliegtuigen, gps en meer. Als we de voortdurend veranderende dynamiek van de zon goed kunnen begrijpen en zelfs kunnen voorspellen, kan dat ons helpen om ervoor te zorgen dat het onze essentiële technologie niet verstoort of verwoest.

De zon scherp in beeld brengen

Om de helderste beelden te krijgen van de zon en de zonneactiviteit – niet alleen de grotere zonnevlekken en -vlammen, maar ook kleinere gebeurtenissen en veranderingen – zijn krachtige telescopen en nauwkeurige technologie nodig. In het bijzonder zal EST een adaptieve secundaire spiegel (ASM) gebruiken die snel van vorm kan veranderen en zo de optische vervorming van de zonnebeelden corrigeert die wordt veroorzaakt door de atmosfeer van de Aarde.

Adaptieve spiegels worden op aandrijvingen geplaatst waardoor ze van vorm kunnen veranderen om optimale helderheid te bereiken. Maar de huidige technologie voor deze aandrijvingen is fragiel, energie-inefficiënt en moeilijk bestuurbaar. TNO heeft een innovatief nieuw ontwerp dat de aandrijvingen nauwkeurig, robuust, voorspelbaar en veel minder energieverslindend maakt dan de beste aandrijvingen tot nu toe. Het aandrijvingssysteem van TNO is tien keer efficiënter dan traditionele systemen en toch enorm precies en effectief. De ASM van TNO is op de nanometer nauwkeurig af te stellen en levert de scherpst mogelijke beelden van de zon, en dat allemaal tegen lagere kosten vergeleken met huidige technologie.

Voorlopig ontwerp

In deze voorlopige ontwerpfase zal TNO bewijzen dat het concept voor de EST ASM haalbaar is. TNO gaat samenwerken met VDL ETG voor de bouw van de aandrijvingen. Dit is niet de eerste keer dat TNO en VDL ETG samen deze revolutionaire technologie voor telescopen toepassen. Als onderdeel van een gezamenlijke investering met de University of Hawaii ontwierp het team in 2019 een ASM met een doorsnede van 63 centimeter als upgrade voor de UH88-telescoop in Hawaï. Die ASM, die op dit moment wordt gebouwd, zal actief worden gevormd door 210 aandrijvingen. Voor de EST wil TNO een spiegel ontwerpen met een doorsnede van 86 centimeter en 2000 aandrijvingen, om de meest nauwkeurige beweging en bediening mogelijk te maken. Het team heeft ook vervormbare spiegels gebouwd voor de European Space Agency en het University of California’s Center for Adaptive Optics. ‘De innovatieve wetenschap van TNO biedt industriële en productiemogelijkheden voor precisiebedrijven als VDL’, zegt Hans Priem, businessmanager van VDL ETG. 'We verheugen ons erop deze boeiende innovatie samen te ontwikkelen, te vervaardigen en op de markt te brengen.'

Routekaart voor de toekomst

Kees Buijsrogge, directeur Space & Scientific Instrumentation bij TNO: ‘We zijn er heel trots op dat we zijn geselecteerd voor deze voorlopige ontwerpstudie en dat we de Europese ruimtewetenschap kunnen versterken met echte Nederlandse innovatie. De belangstelling van het EST project en haar projectbureau voor ons voorstel voor een adaptieve secundaire spiegel is een belangrijke stap voor het verwezenlijken van onze doelstelling: de vooraanstaande observatoria in de wereld voorzien van de technologie die het universum het scherpst in beeld brengt. Als dit project slaagt, is onze adaptieve secundaire spiegeltechnologie een significante verbetering van de huidige statische secundaire spiegels in de belangrijke telescopen in de wereld, zoals Keck, Gemini, TMT en meer.’

Christoph Keller, gerenommeerd zonneastronoom en hoogleraar Experimentele Astrofysica aan de Universiteit Leiden: ‘Het is geweldig om Europese organisaties hun krachten te zien bundelen voor projecten op het gebied van zonnefysica.’ Door de bouw van de EST op de Canarische Eilanden kunnen we de zon gedurende langere tijd in meer detail bekijken en dat is essentieel om onze zon te begrijpen.’