Onderzoekers van de Universiteit Twente hebben in opdracht van ruimtevaartorganisatie ESA een nieuwe koeltechniek voor optische ruimtedetectoren ontwikkeld. Deze techniek maakt het mogelijk extreem zwakke signalen die informatie bevatten over de geschiedenis van het heelal op te vangen.
Deze ruimtesignalen overbruggen een grote afstand en zijn afkomstig van extreem koude bronnen. De golflengtes reiken tot ver in het infrarood. Om koude straling met optische detectoren te kunnen meten, moeten de detectoren tot enkele graden boven het absolute nulpunt (-273 OC) afgekoeld worden.
De huidige koelsystemen werken met mechanische compressoren. De trillingen die daarbij vrijkomen, zijn schadelijk voor de gevoelige optische meetinstrumenten. UT-onderzoekers uit de leerstoel Energy, Materials and Systems (faculteit TNW) van prof. Marcel ter Brake hebben een op waterstofgas werkende koeler gedemonstreerd. Combinatie met een koeler die op helium werkt, maakt het mogelijk tijdens ruimtevaartmissies volledig trillingvrij een temperatuur van vijf graden boven het absolute nulpunt te bereiken.
European Space Agency
De Universiteit Twente werkt op dit gebied al sinds 2001 samen met de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. Op vrijdag 15 maart volgt een final meeting van het waterstofkoelerproject bij ESA in Noordwijk, waarbij duidelijk wordt dat het systeem operationeel en succesvol getest is. In samenwerking met Dutch Space zal de koeler vervolgens bestand gemaakt worden tegen de krachten die tijdens een lancering optreden. Voor de verdere ontwikkeling binnen een nieuw ESA-project is voor een periode van anderhalf jaar vier ton gereserveerd.
Megatelescoop
Naast toepassing in de ruimte, is de trillingvrije koeltechniek tevens in ontwikkeling voor de E-ELT (European Extremely Large Telescope), ’s werelds grootste oog op de hemel, die in 2018 in Chili gestationeerd wordt. De door de UT ontwikkelde koeltechniek is bij uitstek geschikt voor het METIS-instrument in die telescoop, waarmee signalen van koude bronnen opgevangen worden. De hoofdspiegel in de E-ELT heeft een diameter van een kleine veertig meter en de bouwkosten zijn begroot op bijna een miljard euro.
Foto: demonstratie van een waterstofkoeler. Op de voorgrond de compressorcellen die werken op basis van cyclische adsorptie en desorptie van waterstofgas.
