Bouw nieuw ruimte-instrument HIFI van start
Bij het nationaal instituut voor ruimteonderzoek SRON start vrijdag 13 september 2002 officieel de bouwfase van het HIFI-project. HIFI staat voor Heterodyne Instrument for Far Infrared. Het project behelst het vervaardigen van een nieuw sterrenkundig instrument, dat over enkele jaren met een Europese raket naar een ver punt in de ruimte wordt gebracht om daar signalen van vergelegen sterrenstelsels op te vangen.
Het belangrijkste deel van HIFI past in een kastje van maar 40 x 40 x 50 cm en weegt niet meer dan zo'n vijftig kg. Toch werken aan de constructie van dit onderdeel 25 wetenschappelijke instituten uit twaalf landen mee. SRON heeft als principal investigator (hoofdaannemer) de leiding over het project. In de beide SRON-vestigingen, in Utrecht en Groningen, worden momenteel alle zeilen bijgezet om het project in goede banen te leiden. Het is het grootste uit de SRON-geschiedenis.
Herschel-observatorium
HIFI zal met nog twee andere instrumenten het wetenschappelijk hart vormen van de Herschel Space Observatory. Deze infraroodmissie van de Europese ruimtevaart organisatie ESA zet het werk voort van IRAS en ISO, projecten waarbij SRON ook betrokken was. Herschel wordt in 2007 met een Ariane raket gelanceerd en naar een punt op 1,5 miljoen km van de aarde gebracht. Vanuit deze koele locatie, het zogenaamde Lagrange punt, heeft de satelliet een ongestoord zicht op het heelal.
HIFI zal voor het eerst vanuit de ruimte het heelal bekijken in langgolvig infrarood en submillimeterstraling. Dat zal het mogelijk maken het universum af te speuren op zoek naar kosmische moleculen. Vooral water zou goed zichtbaar moeten zijn in kometen, planeten, jonge en stervende sterren en actieve sterrenstelsels.
Extreme condities
HIFI moet het geweld en de trillingen van de lancering kunnen doorstaan en werken onder extreme condities van druk en temperatuur. Wat kwaliteit en duurzaamheid betreft moet HIFI dus aan hoge eisen voldoen. Een slim ontwerp met veel ingebouwde foutbestendigheid en heel veel testen vooraf moeten er voor zorgen dat het instrument jarenlang foutloos blijft functioneren.
Van HIFI worden drie exemplaren gebouwd. Het eerste is een oefenversie. Die wordt komend jaar in elkaar gezet. Daarna, als alle problemen zijn opgelost en men de techniek volledig onder de knie heeft, komt het kwalificatiemodel aan de beurt. Dat moet bewijzen dat alles in de satelliet past en gelanceerd kan worden. Pas daarna bouwt men nog eens een echt vluchtmodel dat wordt afgeleverd bij ESA.
Om te voorkomen dat het instrument straling meet die van het apparaat zelf afkomstig zijn, moeten de metingen plaatsvinden op bijzondere lage temperaturen. Bepaalde gedeelten van het instrument moeten op precies 4 graden Kelvin (-269°C) worden gehouden, andere op precies 10 graden Kelvin (-263°C). Daarom wordt HIFI ingebouwd in een zogenaamde cryostaat, een koelvat waarin dit soort extreme temperaturen bereikt kunnen worden. Ook tijdens de bouw is al een cryostaat nodig om te testen of onderdelen ook functioneren bij deze lage temperaturen. De testcryostaat zal over enkele weken geïnstalleerd worden bij de Groningse SRON-vestiging.
Een belangrijk deel van de Nederlandse activiteiten vinden plaats bij SRON, maar ook de TU Delft, TNO-TPD en Dutchspace zijn in Nederland bij de constructie betrokken, alsmede ingenieurs van ontwerpbureau MECON. Bij Dutchspace in Leiden worden de aparte onderdelen van de aluminium kast met klinknagels in elkaar gezet. Deze 'oude' techniek is volledig nieuw in de ruimtevaart.
FM radio-ontvanger
HIFI gaat ver-infrarode straling opvangen en door leiden naar een spectrometer. Voordat het signaal daar aankomt wordt het verdeeld over een veertiental mixers. De mixers hebben een functie die enigszins vergelijkbaar is met die van een FM radio-ontvanger. Een mixer zet het ontvangen signaal over naar een lagere frequentie. Net als bij de FM radio geldt dat de ontvangst hierdoor zuiverder wordt en het signaal beter versterkt en verwerkt kan worden.
De werking van de mixers berust op geavanceerde fysica, het resultaat van meer dan 15 jaar lang onderzoek en ontwikkeling. Vier mixers worden bij SRON gemaakt, de andere komen van wetenschappelijke instituten in Frankrijk, Duitsland, Zweden en de VS. HIFI is niet alleen een wetenschappelijke uitdaging. Ook de organisatie en de onderlinge afstemming vergen het nodige van de projectleiding.
