Conceptontwerp SRON klaar voor simulator Plato-telescoop

SRON, het Nederlandse nationale kennisinstituut voor wetenschappelijk ruimteonderzoek, ontwerpt en bouwt een ruimtesimulator om acht van de zesentwintig camera’s te testen en kalibreren voor ESA’s nieuwe exoplaneetjager Plato. Het conceptontwerp is nu klaar.

Plato zal in staat zijn om kleinere planeten in grotere banen te spotten dan haar voorgangers. Dit kan leiden tot de ontdekking van aardachtige planeten binnen de leefbare zone rond een ster. De ruimtetelescoop is zelfs gevoelig genoeg om de eigenschappen te meten van mogelijke atmosferen rond deze planeten. Tijdens het afgelopen decennium hebben astronomen een vloedgolf aan exoplaneten ontdekt. Ze zijn inmiddels tot de conclusie gekomen dat er op zijn minst evenveel planeten in het heelal bestaan als sterren. Alleen al door onze Melkweg moeten er meer dan honderd miljard planeten rondzweven. Op dit moment zijn er ruim vierduizend planeten bevestigd.]

Onafgebroken monitoring

De effectiefste manier om planeten te ontdekken is zoeken naar minieme variaties in de helderheid van een ster. Een planeet verraadt zijn aanwezigheid als hij voor de ster langs vliegt en daarbij een beetje sterlicht blokkeert. ESA’s Plato-telescoop gaat diezelfde methode gebruiken, met als speciaal trucje dat ze individuele sterren jarenlang onafgebroken blijft aanstaren. Daarmee kunnen sterrenkundigen kleinere planeten ontdekken met overgangen die langer duren, ten opzichte van eerdere exoplaneetjagers. Hier betreden we het domein van de aardachtige planeten binnen de leefbare zone rond een moederster. Daarbovenop stelt Plato’s gevoeligheid wetenschappers in staat om eigenschappen te achterhalen van mogelijke atmosferen rond deze planeten, zoals wolkendekken, en om een catalogus op te bouwen voor vervolgonderzoek naar buitenaardse atmosferen.

Simulator

SRON ontwerpt en bouwt een ruimtesimulator om acht van Plato’s zesentwintig camera’s te testen en kalibreren. SRON-wetenschappers hebben nu hun conceptontwerp af. Ze gaan de simulator gebruiken om de omvang en vorm te bepalen van de zogenoemde point-spread functie. In plaats van een puntbron zien telescopen een ster in de vorm van een schijf die het felste is in het centrum en scherp afzwakt richting de rand. Dat komt door piepkleine imperfecties in de optica van de telescoop. In SRON’s ontwerp simuleren optica een ster aan de hemel terwijl een stralingsschild de extreem lage temperaturen van de ruimte nabootst. Dat laatste is onderdeel van een andere, net zo belangrijke test om de correcte werking te verifiëren van de camera in de ruimte. Uiteindelijk bepaalt de simulator of de camera’s voldoen aan de vereisten voor Plato en levert hij belangrijke kalibratieparameters.

Schoon

Omdat de echte vluchtcamera’s worden getest, is de simulator op zo’n manier ontworpen dat hij maximale bescherming biedt. Een enkel stofdeeltje kan al leiden tot verminderde gevoeligheid en valse detecties. ‘Plato heeft strenge richtlijnen rondom besmetting, zelfs vergeleken met andere ruimtetelescopen, dus we moeten de camera’s testen in extreem schone omstandigheden,’ zegt Lorenza Ferrari, SRON’s projectleider voor Plato. ‘We mogen maar zeventig parts per million fijnstof aan het oppervlak hebben. Dat is 0,007%. Met het blote oog kun je stof pas zien vanaf driehonderd parts per million.’