Zes Nederlandse consortia gestart voor ontwikkeling sleutel-technologieën Einstein Telescope

Zes consortia van in totaal 26 Nederlandse hightech bedrijven en kennisinstellingen gaan cruciale technologie ontwikkelen voor de Einstein Telescope, Europa’s meest geavanceerde observatorium voor het meten van zwaartekrachtsgolven uit de ruimte. De consortia gaan zich richten op uitdagingen in optica, vacuümtechnologie, trillingsvrij koelen, trillingsdemping en thermische deformaties.

Hiervoor ontvangen zij ruim 12 miljoen euro aan subsidie. Tezamen moet dit grensverleggende technologie opleveren voor het toekomstige observatorium, maar ook economische kansen door hightech innovatie aan te jagen.

Recent drie nieuwe consortia toegevoegd

Drie nieuwe consortia krijgen financiële ondersteuning uit de R&D-regeling voor de Einstein Telescope, net als drie eerder in 2024 gestarte consortia. De R&D-regeling is onderdeel van het Einstein Telescope valorisatieprogramma voor hightech bedrijven, een programma van het Nationaal Groeifonds. De regeling wordt uitgevoerd door de regionale ontwikkelingsmaatschappijen (ROM’s) onder leiding van LIOF. Het doel van de R&D-regeling is om innovatie en versnelde ontwikkeling van nieuwe technologieën voor de Einstein Telescope te realiseren. De zes consortia ontvangen hiervoor gezamenlijk een subsidie van ruim 12 miljoen euro. Gecombineerd met bedrijfsinleg is de totale projectwaarde 14 miljoen euro.

Consortium Optica

Het hart van de Einstein Telescope is een serie gevoelige spiegels van silicium, 45 cm in doorsnede en zo’n 200 kg zwaar. Deze spiegels moeten extreem glad zijn, 99,999% van het laserlicht weerkaatsen en werken bij cryogene temperaturen tussen 10 en 20 °C boven het absolute nulpunt. Voorganger Ligo gebruikte kleinere en lichtere spiegels van gesmolten siliciumdioxide bij kamertemperatuur.

“Het silicium van de Einstein Telescope-spiegels kan cryogene temperaturen aan, maar wereldwijd is er nog weinig ervaring met spiegels van dit materiaal voor zo’n toepassing”, zegt R&D-manager Boris Landgraf van consortium-penvoerder Cosine innovations. De consortiumpartners gaan verschillende technieken testen om het silicium te superpolijsten en bemonsteren, en testen ook een techniek om kleinere spiegelsegmenten tot één geheel te smeden. De technieken zijn Nederlandse specialismes en hebben ook toepassingen in de sterrenkunde en de halfgeleiderindustrie.

Het consortium bestaat uit Cosine innovations, SRON, VSL, Universiteit Maastricht, NOVA en TNO.

Consortium Thermische deformaties

Om de laserbundels van de Einstein Telescope loepzuiver te krijgen, zijn optische hulpsystemen met honderden spiegels nodig. Die kunnen door kleine temperatuurverschillen iets vervormen. Zulke thermische deformatie vervormt ook de laserbundel en maakt de Einstein Telescope minder nauwkeurig. Het consortium Thermische deformaties ontwikkelt een systeem dat deze effecten meet en corrigeert.

“Het gaat om minieme afwijkingen, maar voor de precisie die we willen halen met de Einstein Telescope is elke picometer (miljoenste micrometer) er één teveel”, zegt programmamanager Wouter Jonker van consortium-penvoerder TNO. Een mogelijke oplossing is een spiegel met vervormbare elementen toevoegen, die ongewenste vervormingen corrigeert.

Naast de vervormbare spiegel ontwikkelen de partners ook machine learning om af te leiden welke van de honderden spiegels er vervormd zijn, en aansturing – voor de correctiespiegel – die zelf nauwelijks warmte opwekt. Jonker: “Dit is een flinke uitdaging, maar wel een met potentieel op spin-offs. Denk aan telescopen om planeten rond andere sterren te zien of lasercommunicatie die ongestoord door de woelige atmosfeer komt.”

Het consortium bestaat uit TNO, Sioux Technologies, ATG Engineering, Hoursec, NOVA, Nikhef en DEMCON.

Consortium Vacuümtechnologie

De vacuümbuizen van de Einstein Telescope zijn in totaal 120 kilometer lang en zorgen dat lucht en stof de gevoelige metingen niet verstoren. Ook het metaal van de vacuümbuizen zelf kan verontreinigingen in het vacuüm brengen, zoals stofdeeltjes of waterdamp. Het consortium Vacuümtechnologie ontwikkelt en kwalificeert procedures om buiselementen schoon en op grote schaal te produceren. Het werk bouwt voort op R&D door het Europese deeltjeslab CERN.

Vacuümspecialist Peter van der Heijden (VDL ETG): “Alle processtappen kunnen vervuiling veroorzaken, van walsen, buigen, sluiten en transporteren, tot ondergronds lassen. Wij willen voor al die stappen procedures ontwikkelen die de installatie gegarandeerd schoon opleveren op het hoge cleanroom-niveau ISO-6 en ultrahoog vacuüm van 5 x10-11 mbar.” Consortiumpartner TNO test bijvoorbeeld plasma-techniek om ongewenste waterdamp te verwijderen van het metaaloppervlak door behandeling met een heet, geladen gas. Dat kost minder energie dan het traditionele uitstoken waarbij de hele buis wordt verhit.

“Een vacuümsysteem van deze omvang is uniek in de wereld: een mooie kans om hier aan bij te mogen dragen”, stelt algemeen directeur Dorus van Leeuwen (VDL KTI). De opgebouwde expertise kunnen we ook toepassen in de steeds grotere en schonere vacuüminstallaties van de halfgeleiderindustrie.

Het consortium bestaat uit: TNO, VDL ETG Technology & Development, VDL KTI, Settels Savenije Group of Companies, SBE en Nikhef.