European Extremely Large Telescope (ELT) – the making of

Hij zal zo groot zijn als een voetbalstadion: De European Extremely Large Telescope (ELT), die momenteel in Chili wordt gebouwd. Dankzij een hoofdspiegel met een doorsnede van veertig meter maakt deze telescoop het mogelijk om zeer zwakke objecten waar te nemen die zeer ver weg staan. Sterrenkundigen van de RUG zijn betrokken bij het ontwerp en het gebruik, terwijl verschillende extreem grote onderdelen worden gemaakt in een speciale fabriekshal in Dwingeloo.

Door: René Fransen, RUG

Aan de achterkant van een onopvallende loods op een industrieterrein aan de rand van Dwingeloo kun je een high-tech wereld binnenstappen. Het is de Nova Max faciliteit, waar onderzoekfinancier NWO 18 miljoen euro aan bijdraagt, bedoeld voor de komende tien jaar. Doel is om de zeer grote onderdelen te bouwen voor instrumenten van de ELT. Nova is de Nederlandse onderzoekschool voor astronomie, waarin de universiteiten van Amsterdam, Groningen, Leiden en Nijmegen samenwerken. Max staat voor ‘Manufacturing and Assembly of eXtreme instrumentation’ (Bouw en samenstelling van extreme instrumenten).

Vrachtwagens

Projectleider van de faciliteit is Ramon Navarro, hoofd van de Optische Infrarood R&D groep van Nova. Hij legt uit dat de ontwikkeling van ELT onderdelen gebeurt door de Optische Infrarood instrumentatie groep, gevestigd bij Astron, het Nederlands instituut voor radioastronomie. Die groep zit even verderop, bij de Dwingeloo radiotelescoop. “Maar op die locatie hadden we niet genoeg ruimte voor de freesmachine die we wilden gebruiken, daarom zitten we hier op het industrieterrein.”

De geavanceerde computergestuurde freesmachine is zo groot als een flinke transportbus. Dit soort machines is vooral in gebruik bij autofabrikanten, die er motorblokken voor vrachtwagens mee maken. De freesmachine kan blokken van maximaal 1,3 meter verwerken. Navarro: “Het is belangrijk om grote stukken te maken, anders moet je het instrument met veel meer kleinere stukken opbouwen. Elke verbinding tussen twee stukken levert een kleine afwijking op, en dat willen we tot een minimum beperken.”

Precisie

In de zomer van 2023 produceert de machine onderdelen voor Micado, een camera met 12.000 x 12.000 pixels die de fotonen uit de grote spiegel van ELT opvangt en analyseert. De belangrijkste delen van dit instrument vereisen een precisie op nanometer schaal voor de optische onderdelen en voor de mechanische delen op micrometer schaal. Operator Menno Schuil is verantwoordelijk voor het programmeren van de freesmachine, en hij moet er voor zorgen dat alles volgens plan verloopt. “Ik heb altijd één oog op de machine als hij draait. We produceren momenteel drie grote aluminium wielen, en we hebben maar vijf blokken van het materiaal om ze te maken.”

Controleren

Er zit geen ruimte voor fouten in het productieproces, dat jaren zal duren. Los van de beste apparatuur heeft de faciliteit daarom zeer gemotiveerde technici nodig. Navarro: “Motivatie is cruciaal, want het is heel eenvoudig om iets fout te doen.” Voor de training van deze technici werkt Nova samen met het technisch onderwijs. “Zij zorgen voor de gouden handjes die we nodig hebben.” Die handen zijn van praktisch geschoolde instrumentmakers tot in computers gespecialiseerde technici.

Er zijn ook sterrenkundige betrokken bij de constructie, zoals RUG hoogleraar Eline Tolstoy. Haar taak als Hoofdonderzoeker van het Nederlandse ELT team voor het Micado instrument is om toezicht te houden op de productie daarvan. “Ik ben zelf niet heel technisch, maar ik heb het volste vertrouwen in het technische team. Mijn rol is om te volgen wat er gebeurt en vragen te stellen. Daarnaast moet ik controleren of de belangrijke componenten gemaakt zijn volgens de afgesproken specificaties.” Soms is een compromis nodig en dan moet het Nederlandse team overleggen met hun Duitse collega’s, en bepalen of het compromis goed genoeg is om de wetenschappelijke doelen te halen.

Op dit moment is het de verwachting dat ELT in 2028 de eerste waarnemingen kan doen. De onderdelen voor Micado moeten in 2025 verscheept worden naar het Duitse Garching (nabij München), waar de assemblage plaatsvindt. Na uitgebreide testen zou het instrument dan in 2027 in Chili moeten aankomen.