NASA heeft een speciaal programma voor de ontwikkeling van innovaties in het ruimteonderzoek. Dit NASA’s Innovative Advanced Concepts (NIAC) programma levert geenszins kant en klare ruimtemissies op. Het steekt wel geld in de technologiën van morgen. De nadruk daarbij ligt op creativiteit.

Wanneer een nieuwe technologie veelbelovend lijkt, dan kan een project voor de ontwikkeling ervan meerdere fasen doorlopen. Elke fase levert meer geld op. Als een project fase 1 t/m 3 weet te doorlopen, is de kans een stuk groter dat er een echte ruimtemissie van komt.

Een kleine bloemlezing van projecten die onlangs geld kregen in NIAC fase 2:

En dus ook de Lunar Crater Radio Telescope (LCRT). Dit project kreeg onlangs $500.000 toegekend voor een NIAC fase 2 studie. Uiteraard is het ontwerp van deze radiotelescoop nog in ontwikkeling, maar gedacht wordt aan een 1 tot 3 km grote radiotelescoop die in een krater op de achterkant van de maan gebouwd wordt.

De Lunar Crater Radio Telescope, gezien van bovenaf. (Afbeelding: Vladimir Vustyansky)

Met zo’n radiotelescoop hoopt men lange golf radiostraling te kunnen ontvangen van een periode van na de Oerknal en voordat de eerste sterren licht gaven. Tijdens deze zogenaamde kosmische Dark Age, die enkele honderden miljoenen jaren duurde, was er vrijwel alleen waterstof in het universum. Gaandeweg vormden zich structuren, de eerste sterren en filamenten van donkere materie. Wat er precies gebeurde weten we niet, maar lage golf radiostraling zou de processen kunnen onthullen die de eerste sterren produceerden. Radiotelescopen op Aarde kunnen die frequenties niet onderzoeken, omdat de ionosfeer van de Aarde deze straling reflecteert en diezelfde ionosfeer reflecteert ook storend radioverkeer van Aarde. Dit tijdperk van het ontstaan van het Universum is dan ook vrijwel ononderzocht.

De maan heeft geen atmosfeer en geen ionosfeer, dus dat opent een enorm deel van het radiospectrum. Maar hoe bouw je een radiotelescoop zonder dat dit een gigantisch duur project wordt? Ter vergelijking: de grootste radiotelescoop op Aarde, de Chinese Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope (FAST) is (zoals de naam al zegt) 500 meter in doorsnede. LCRT moet een aantal maal groter worden.

Want de LCRT moet minstens 1 tot 3 km groot worden om gevoelig genoeg te zijn voor de lage golf straling. Het plan is om een vrij simpele vorm van een radiotelescoop te bouwen met robots. Om te beginnen moet er een fijn gaas gehangen worden in de krater, dat de radiosignalen reflecteert. Het materiaal hiervoor kan geleverd worden met een lander. Voor het ophangen van de ontvanger, wordt gedacht aan zogenaamde DuAxel rovers, die zich kunnen splitsen, maar die met elkaar verbonden blijven met een kabel. Dit type rover is ontwikkeld door het Jet Propulsion Laboratory om af te kunnen dalen in kloven en kraters. Met twee DuAxel rovers zou je de ontvanger kunnen ophangen.

Er zijn zeker nog de nodige uitdagingen. Er moet gekeken worden naar een materiaal voor het reflecterende gaas dat sterk, flexibel en licht genoeg is.. Dit materiaal moet ook de enorme temperatuurverschillen op de maan (-173 tot 260 graden Celsius) kunnen weerstaan, zonder dat het kapot gaat of vervormt. Er wordt gekeken of de DuAxel rovers autonoom kunnen werken, of dat misschien menselijke interactie nodig zal zijn. En er wordt gekeken naar andere constructiemethoden. Misschien moet het gaas toch nog ook van verankering voorzien worden. En dan is het nog de vraag of de achterkant van de maan radiostil blijft. We zaken recent al dat ESA van plan is een netwerk aan communicatiesatellieten rond de maan te lanceren.

Hoe de Lunar Crater Radio Telescope tot stand moet komen. Gedacht wordt aan een lander die zich in tweeën splitst, waarvan een het reflecterende gaas uitvouwt en de ander de DuAxel rovers bevat, die de ontvanger op gaan hangen. (Afbeelding: University of Illinois)

De komende twee jaar gaat gewerkt worden aan deze fase van de NIAC studie naar de Lunar Crater Radio Telescope. Daarna volgt eventueel een fase 3 studie en, wie weet wordt het daarna een echt NASA programma. Kortom, de LCRT is nog lang geen realiteit, maar het is goed te weten dat er aan gewerkt wordt.

Bronnen:

https://www.nasa.gov/feature/jpl/lunar-crater-radio-telescope-illuminating-the-cosmic-dark-ages

https://www.nasa.gov/press-release/nasa-selects-innovative-early-stage-tech-concepts-for-continued-study

https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/niac/Futuristic_Space_Technology_Concepts_Selected_by_NASA_for_Initial_Study

Coverafbeelding: Vladimir Vustyansky

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.