Voor een onderzoeker is het altijd een bijzonder moment wanneer ‘zijn’ ruimteproject groen licht krijgt. Belgische wetenschappers en ingenieurs kijken alvast uit naar de realisatie van de exoplanetenjager PLATO en naar LISA, die op zoek zal gaan naar gravitatiegolven. LISA en PLATO: een trio satellieten om gravitatiegolven te detecteren en een planetenjager. Eerder deze week is de eerste geselecteerd als derde ‘grote’ project van het wetenschappelijke programma van ESA, de tweede is goedgekeurd om verder ontwikkeld te worden als een ‘mediumklasse’ programma.
Deze belangrijke beslissingen kaderen in ESA’s langetermijnplanning voor wetenschappelijke ruimtemissies Cosmic Vision. Een dergelijke planning is heel belangrijk, want het is niet ongewoon dat een wetenschappelijk project van een eerste idee tot de uiteindelijke realisatie enkele decennia in beslag neemt. PLAnetary Transits and Oscillations of stars of PLATO werd in februari 2014 geselecteerd en is nu in het wetenschappelijk programma van ESA opgenomen. Dat betekent dat men nu kan overgaan van een blauwdruk naar de werkelijke realisatie. De komende maanden zal aan de industrie worden gevraagd om voorstellen te doen voor de bouw van het platform van het ruimtetuig. PLATO moet in 2026 de ruimte ingaan en zal duizenden heldere sterren in een breed gebied van de hemel waarnemen om op zoek te gaan naar planeten die hun aanwezigheid verraden doordat de helderheid van hun ster een weinig afneemt wanneer ze vanaf de aarde gezien voor de ster passeren.
PLATO gaat in het bijzonder op zoek naar exoplaneten die ongeveer even groot zijn als onze aarde en naar ‘superaardes’ die in de habitable zone rond hun ster draaien, een gebied waar er aan hun oppervlakte vloeibaar water kan voorkomen. Onderzoekers zullen ook aan asteroseismologie doen: sterbevingen van de gaststerren meten en uit deze informatie van die sterren de massa, afmetingen en ouderdom afleiden. Zo hopen ze een heel systeem van exoplaneten beter te kunnen begrijpen en te kunnen nagaan of een bepaalde planeet leven kan herbergen. PLATO zal zijn waarnemingen doen vanaf het virtuele Lagrangepunt L2 in de ruimte. Gezien vanaf de zon bevindt zich dit op een afstand van 1,5 miljoen kilometer voorbij de aarde.
Ingenieurs en onderzoekers van de KU Leuven en de Universiteit van Luik (Ulg) zullen nauw betrokken zijn bij de ontwikkeling van PLATO. Na meer dan tien jaar voorbereiden en drie jaar ontwerpen kunnen ze nu de theorie in de praktijk omzetten. Het complexe camerasysteem van PLATO zal grotendeels in het Centre Spatial de Liège (CSL) getest worden en de KU Leuven is verantwoordelijk voor de planning van 8% van de waarnemingstijd die voor onderzoekers in de hele wereld beschikbaar is. Volgens de KU Leuven kijkt de Belgische PLATO-hoofdonderzoeker Conny Aerts, een pionier op het vlak van asteroseismologie, bijzonder uit naar de lancering. Ze was van bij het prille begin nu al meer dan tien jaar geleden in samenwerking met andere Belgische instituten nauw betrokken bij het concept en het basisontwerp van PLATO. ‘Het wordt wel krap om deze droom van mij nog voor mijn pensioen te realiseren’, grapt ze.
In 2013 werd gravitatie in het heelal gekozen als thema voor een derde large class missie van het wetenschappelijke programma van ESA om op zoek te gaan naar gravitatiegolven. Die worden veroorzaakt door hemelobjecten met een heel krachtig gravitatieveld, zoals bijvoorbeeld botsende zwarte gaten. De algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein voorspelde deze gravitatiegolven – een soort rimpels in de ruimtetijd - al een eeuw geleden maar ze werden pas voor het eerst waargenomen in september 2015. Het Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) in de Verenigde Staten nam de gevolgen waar van de samensmelting van twee zwarte gaten op een afstand van zowat 1,3 miljard lichtjaar van de aarde. Daarna volgden nog twee gelijkaardige waarnemingen. Deze ontdekking wordt tot de grootste wetenschappelijke vondsten van onze tijd gerekend.
Kort daarna, op 3 december 2015, bracht ESA de sonde LISA Pathfinder (LISA = Laser Interferometer Space Antenna) in de ruimte. Die begon in maart 2016 met wetenschappelijke waarnemingen, die eind deze maand eindigen. LISA Pathfinder heeft cruciale technologie getest die nodig is om gravitatiegolven vanuit de ruimte te kunnen waarnemen. LISA Pathfinder zal dus nu worden gevolgd door LISA, waarbij drie ruimtetuigen, die met een onderlinge afstand van 2,5 miljoen kilometer in een driehoekige formatie de aarde in haar baan om de zon volgen. De metingen van de gravitatiegolven moeten heel nauwkeurig gebeuren. De ruimtetijd wordt erdoor beïnvloed op een schaal van amper enkele miljoensten van een miljoenste van een meter over een afstand van een miljoen kilometer! LISA zal waarnemingen kunnen uitvoeren die nog 1000 keer nauwkeuriger zijn dan deze met LIGO. De lancering van LISA is voorzien in 2034.
Bron: ESA
