China samen met Nederland op zoek naar donkere tijden van de kosmos

In het stille maanlandschap moet de ontvanger de kosmos beluisteren op zoek naar zeer lage geluidsfrequenties, die aanwijzingen kunnen bevatten over de begintijd van het heelal; een paar honderd miljoen jaar na de oerknal, toen imposante wolken van waterstofgas de eerste sterren van het universum voortbrachten.

Deze ruimtemissie kan een voorbeeld zijn voor radioastronomen, waarbij geprobeerd wordt om apparatuur boven de atmosfeer van de aarde te krijgen. Want op deze manier kunnen we radiogolven sturen en ontvangen zonder aardse interferentie. “Het hele circus het heelal in te verplaatsen is zeer aantrekkelijk", erkent Michael Hecht van het Technische Instituut en observatorium van Massachusetts tegenover het wetenschappelijke platform Science. Hij ontwikkelt met zijn team ook kleine radiosatellieten die gebruikt kunnen worden om de kosmos te onderzoeken.

“Het is echt een uitdaging, voor beide partijen. Verschillende culturen, gewoonten, taal en manier van werken"

Deze samenwerking tussen China en Nederland is te danken aan een handelsmissie uit 2015, waarbij onze regering destijds afspraken heeft gemaakt met de Chinezen om samen te gaan werken bij ruimtemissies. Veel mensen weten het niet, maar wij zijn als land leidinggevend op het gebied van radioastronomie.

De Nederlandse radiosatelliet, die geluidsgolven met een uiterst lage frequentie het heelal in kan sturen en ontvangen, de zogeheten LOFAR (Low-Frequentie Array), strekt zich uit over een groot deel van Noord-Europa, waaronder in ons eigen Drenthe. NCLE hoofdonderzoeker Heino Falcke van de Radboud Universiteit in Nijmegen, heeft lang gepleit voor een LOFAR op de maan. China heeft een ambitieus programma op het gebied van maanmissies, dus greep hij zijn kans om met ze in zee te gaan. “We hebben binnen twee weken een voorstel op papier gezet”, vertelt Falcke. Eenmaal gefinancierd, had het team slechts 1,5 jaar om het instrument te bouwen.

“De helft van het project gaat over hoe je samenwerkt”, aldus Falcke. Zijn Chinese collega, Jinsong Ping, van de National Astonomical Observatory of China in Peking kan dat beamen. Ping leidt het Chinese team dat aan de NCLE werkt. “Het is echt een uitdaging, voor beide partijen. Verschillende culturen, gewoontes, taal en manier van werken.”

Het LOFAR-project in Drenthe: een voormalig akkerbouwgebied is in enkele jaren omgetoverd tot een natuurgebied én de plek geworden van baanbrekend sterrenkundig onderzoek. De grootste radio telescoop ter wereld speurt naar informatie die ons meer kan vertellen over de begintijd van het universum.

Om terug te zien in het donkere tijdperk vóór het ontstaan van de eerste sterren, zoeken astronomen naar een signaal dat wordt uitgezonden wanneer elektronen in het primordiale neutrale waterstofgas spontaan hun oriëntatie veranderen. Dat klinkt ingewikkeld en dat is het ook. Telescopen zoals de LOFAR zijn bedoeld om dit soort oeroude signaal te detecteren en het te gebruiken om de verdeling van oermaterie in kaart te brengen.

Maar het signaal is moeilijk te onderscheiden in de maalstroom van radiogeluid van bijvoorbeeld onze aarde en andere objecten in het universum. Slechts één detector,  een groep antennes in Australië, heeft tot nu toe een dergelijke detectie geclaimd. Dat geeft wel aan hoe ambitieus het Chinees-Nederlandse ruimteproject is. Omdat de atmosfeer van de aarde alle radiosignalen tot 30 megahertz blokkeert, zullen de gegevens van deze missie een groot aantal astronomen aanspreken.

Falcke zegt dat het team zonnevlammen, de aurora van Jupiter en de radiostraling van de melkweg zal bestuderen.”Er is niets zo goed als het hebben van échte data.”