NASA heeft de ver-infrarood ruimtemissie PRIMA geselecteerd als beste kandidaat uit haar Probe call. Het wordt de eerste ruimtetelescoop met een actief gekoelde spiegel, van 4,5 graden Kelvin. Dit verlaagt de ruis zoveel dat PRIMA duizend tot honderdduizend keer gevoeliger is dan zijn voorgangers. SRON, TU Delft en de RUG zijn samen de beoogde partijen om de detectie, behuizing en isolatie van het PRIMAger-instrument te leveren.
De PRobe far-Infrared Mission for Astrophysics (PRIMA) staat gepland om in 2033 gelanceerd te worden naar het Lagrangepunt L2. PRIMA is bij uitstek geschikt om de eerste sterrenstelsels te bekijken. Die zijn omringd met stof waar alleen infraroodlicht doorheen komt. Door de uitdijing van het heelal komt dat als ver-infrarood bij ons aan.
Onbekend terrein
Astronomen willen ontrafelen hoe sterrenstelsels en superzware zwarte gaten elkaar beïnvloeden, wat de chemische samenstelling is van stof en metalen in ruimtewolken en hoe planeten en hun atmosferen ontstaan. PRIMA opent ook de deur naar onverwachte ontdekkingen, want ver-infrarood is een blinde vlek binnen de sterrenkunde. Het is precies de golflengte van de meeste warmtestraling, zodat een ongekoelde spiegel de camera al snel verblindt. De combinatie van PRIMA’s actief gekoelde spiegel en de Nederlandse detectortechnologie brengt ver-infraroodbronnen binnen bereik die duizenden keren zwakker stralen.
Duizenden malen gevoeliger
SRON en TU Delft zijn de voornaamste kandidaat om het binnenste, meest innovatieve deel van PRIMAger te leveren: de detectiesystemen, bijbehorende behuizing en thermische isolatie. Dit op basis van hun Kinetic Inductance Detectors (KIDs), die zo gevoelig zijn dat ze zelfs de achtergrondstraling van het heelal kunnen meten. PRIMA heeft duizend tot honderdduizendmaal korter nodig om een observatie te doen dan soortgelijke missies. Of andersom kan PRIMA objecten fotograferen die duizenden keren lichtzwakker zijn, zoals de vroegste sterrenstelsels.
Nederlands regenboogfilter
SRON en de Rijksuniversiteit Groningen (RUG) hebben de beste uitganspositie om het kleurenfilter te maken dat de KID-detectoren transformeert tot een kleurencamera. Deze Linear Variable Filter (LVF) laat per plek verschillende tinten ver-infrarood door. Zo vervangt het een prisma of tralie door dezelfde regenboog creëren, maar met minder volume en gewicht. Op basis van vijftien jaar ervaring en ontwikkelde technologie uit een eerder missieconcept, dragen SRON en de RUG ook bij aan het systeemontwerp, de integratie en het testen van flight hardware van PRIMAger.
Tekst en foto’s: SRON