Herschel en Planck zijn twee grote projecten van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. Beide ruimtetelescopen hebben ongeveer 1 miljard euro gekost – een enorm bedrag, voor twee enorm ambitieuze missies. Wat gaan ze doen, en waarom is dat interessant?

Herschel

Een artist impression van ruimtetelescoop Herschel die infrarode straling uit het heelal meet. De schotel van Herschel is met een doorsnede van 3,5 meter de grootste spiegel die ooit is gelanceerd.

ESA

De ruimtetelescoop Herschel kijkt met een heel nieuw oog naar jonge sterren. De telescoop is uitgerust met twee camera’s en een spectrometer, die met z’n drieën heel nauwkeurig naar infrarood licht gaan kijken. Infrarood licht kunnen we met het menselijk oog niet zien, maar is goed te voelen: als warmte.

De delen van het heelal waarin veel nieuwe sterren geboren worden (de zogenaamde stervormingsregio’s) stralen licht uit in heel veel kleuren, maar de meeste daarvan worden op hun lange reis naar ons zonnestelsel geblokkeerd en verstrooid. Infrarood licht heeft minder last van blokkeringen, en bereikt de aarde wel. Helaas stuit het licht hier op een nieuwe barrière, namelijk onze atmosfeer. Waterdamp in de lucht absorbeert een groot deel van de infrarode straling. De overgebleven straling die uiteindelijk de telescopen op aarde bereikt is niet genoeg om iets zinvols te zeggen over verre sterren.

William Herschel werd in 1738 in Duitsland geboren, maar verhuisde op jonge leeftijd naar Engeland. Hij was daar redelijk succesvol als musicus en componist, maar we kennen hem beter vanwege zijn andere hobby: de sterrenkunde. Niet alleen ontdekte hij de planeet Uranus, maar hij constateerde ook dat de zon deel uitmaakt van een platte schijf van sterren – de Melkweg. Hij was de eerste die de Melkweg als een driedimensionaal object zag. In het jaar 1800 ontdekte Herschel infrarode straling. Dit deed hij door met een thermometer de lucht aan de ‘rode’ kant van de regenboog te meten. Hij vond daar warmte, zelfs waar het licht niet meer zichtbaar was. De naar William Herschel vernoemde telescoop gaat nu op zoek naar de oorsprong van sterren en planeten, kijkend naar de onzichtbare kleuren die door deze briljante wetenschapper zijn ontdekt.

Daarom besloot ESA om een infrarood-telescoop de ruimte in te sturen, buiten de aardatmosfeer, waar we de straling van jonge sterren en sterrenstelsels ongehinderd kunnen meten. Geen eenvoudige klus, want het is lastig om een goede infraroodkijker te bouwen die ook nog eens licht, stabiel en compact genoeg is om de ruimte in te sturen. De spiegel die Herschel gebruikt om zoveel mogelijk infrarood licht te verzamelen is een technologisch hoogstandje met een doorsnede van 3,5 meter – de grootste spiegel in de ruimte, tot nu toe. Maar ook de apparatuur die het opgevangen licht analyseert is van een indrukwekkend niveau. Aan boord van Herschel zijn twee camera’s en een spectrometer – een apparaat dat de precieze kleur van het infrarode licht analyseert.

Die spectrometer is een Nederlandse passagier. Hij heet HIFI (Heterodyne Instrument for the Far Infrared) en is ontwikkeld en gebouwd bij het Nederlandse SRON, in Groningen en Utrecht. Gekoeld tot vlakbij het absolute nulpunt gaat HIFI het infrarode licht dat Herschel opvangt uitsplitsen in verschillende kleuren. Zo bepaalt HIFI met ongekende precisie het spectrum van de objecten waar Herschel naar kijkt, en kunnen de wetenschappers op aarde precies berekenen hoe ver de objecten zijn en wat voor stoffen erin voorkomen. Als er bijvoorbeeld een planeet met zuurstof rond een jonge ster cirkelt, is HIFI de eerste die dat weet.

Planck

Ruimtetelescoop Planck wordt hier nog één keer schoongemaakt voor de lancering.

ESA

Ook ruimtetelescoop Planck gaat naar onzichtbare straling kijken, maar dan in het microgolfgebied (bekend van de magnetron). Microgolfstraling werd op grote schaal uitgezonden in de eerste seconden na de Big Bang, en vormt de zogenaamde kosmische achtergrondstraling. Planck gaat die achtergrondstraling heel precies in kaart brengen, om er achter te komen wat er precies gebeurde bij die Big Bang. Zo kunnen we er misschien achter komen of ons heelal altijd uit zal blijven dijen, of dat het uiteindelijk ineen stort met een ‘Big Crunch’. Verder gaat Planck op zoek naar informatie over de mysterieuze donkere materie waarvan volgens sterrenkundigen zo’n 90% van het heelal gemaakt is, maar die we nog nooit hebben kunnen meten.

Toekomst van de sterrenkunde

Over de hele wereld kijken sterrenkundigen uit naar de resultaten die Herschel en Planck gaan boeken. Als er de komende vijf jaar revoluties in de ruimtewetenschap plaats gaan vinden, is het erg waarschijnlijk dat deze twee nieuwe telescopen daarvoor verantwoordelijk zullen zijn. De telescopen zullen twee maanden na de lancering hun bestemming bereiken, en vanaf dat moment kunnen we spectaculaire nieuwe ontdekkingen verwachten.

Meer over Herschel

• Herschel: Oog voor het onbekende (Kennislinkartikel)
• Ruimtetelescoop Herschel (Engels)
• Herschel en HIFI bij SRON
• Achtergrondsinformatie over Herschel (Engels)
• Herschel voor specialisten (Engels)

Meer over HIFI

• HIFI Heelalantenne (Kennislinkartikel)
• Astronomie met HIFI (Kennislinkartikel van SRON)
• HIFI slaagt glansrijk voor test (Kennislinkartikel van SRON)
• HIFI klaar voor lancering (Kennislinkartikel van SRON)
• HIFI bij TNO

Meer over Planck

• De Planck-missie (Engels)
• Spiegels Planck reageren goed op extreme kou (Kennislinkartikel)