Nederlandse wetenschappers op zoek naar tweede aarde met planetentelescoop Plato
Is de aarde heel bijzonder? Of vind je planeten zoals die van ons overal in het heelal? Dat onderzoekt ESA’s nieuwe ruimtetelescoop Plato. Ruimteonderzoeksonderzoeksinstituut SRON droeg bij aan de missie, met gunstige gevolgen voor Nederlandse astronomen.
In een line up van ruimtetelescopen pluk je Plato er meteen uit. Achter een groot zonnepaneel annex zonnescherm, bovenop een doos vol elektronica, zijn liefst 26 camera’s gemonteerd. Samen ogen ze als een honingraat. Achter die hightech honingraat gaan de grootste CCD beeldsensoren schuil die ooit naar de ruimte zijn gestuurd. Ze zijn in staat om foto’s te maken van 2,1 miljard pixels groot.
Ruimtetelescoop Plato (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) wordt gelanceerd in het voorjaar van 2027. Daarna onderzoekt hij minstens twee jaar lang 200.000 sterren in het zuidelijk deel van onze Melkweg. Heel geduldig turen de camera’s naar hetzelfde sterlicht, dat soms ineens een paar uur dimt en dan weer feller wordt. Hét bewijs dat er een planeet voor de ster langs is gedraaid.
Met deze ‘transitiemethode’ kan Plato de massa en omloopbaan van exoplaneten vaststellen. De telescoop is gevoelig genoeg om daarnaast ook oscillaties van sterren waar te nemen. Deze bewegingen, veroorzaakt door de planeten, kunnen iets kan vertellen over de leeftijd van een exoplaneet. Combineer je data van Plato met waarnemingen van aardse telescopen? Dan kun je meer ontdekken over de samenstelling van exoplaneten.
Tot op heden is het bestaan van ongeveer 7.000 exoplaneten aangetoond. Die zijn bijna allemaal een stuk groter dan de aarde en ze staan vaak veel dichter bij hun moederster. ‘Plato gaat een belangrijke, volgende stap zetten in het onderzoek naar buitenaards leven’, zegt Heike Rauer, Plato’s principal investigator. ‘De telescoop zoekt specifiek naar rotsachtige planeten binnen wat wij de “bewoonbare zone” noemen. De zone rond een ster waar het niet te warm en niet te koud is en waar leven zoals wij dat kennen zou kunnen ontstaan.’
Unieke eigenschappen
Voor zijn zoektocht naar andere werelden, combineert Plato drie eigenschappen die je in geen enkele andere ruimtetelescoop samen tegenkomt. Ten eerste: een groot gezichtsveld. Plato onderzoekt een gebied 10.000 keer zo groot als een volle maan. Omgerekend zo’n vijf procent van de nachtelijke hemel. Ten tweede: een extreme gevoeligheid. De kijker kan een knikker onderscheiden van een kilometer afstand. En vervolgens een zandkorrel op die knikker zien. Ten derde: extreem langdurige waarnemingen. Plato kijkt minimaal twee jaar lang naar dezelfde sterren. Want alleen zo kun je een aarde-achtige planeet twee keer zien passeren rond zijn moederster.
Namens Nederland is SRON bij de Plato missie betrokken. Het onderzoeksinstituut testte elf van de 26 camera’s. Het bouwde hiervoor een speciale ruimtesimulator in Groningen. Een tank die het vacuüm van de ruimte nabootst en hardware kan onderwerpen aan flinke temperatuurschommelingen, in dit specifieke geval: tussen -110 graden en 40 graden Celsius. ‘De camera’s van Plato moeten extreem stabiel en schoon zijn om de missie te laten slagen’, zegt Michiel Min, senioronderzoeker bij SRON. ‘Wij beschikken als een van de weinige instituten in Europa over de kennis en expertise die nodig zijn om deze testen te doen.’
Nieuwe capaciteiten
SRON droeg met zijn nieuwe ruimtesimulator bij aan de kwaliteit van ruimtetelescoop Plato. Maar dat is niet de enige opbrengst, vertelt Jolien Diekema, senior adviseur wetenschap van de Netherlands Space Agency: ‘Door via het ESA astronomieprogramma te investeren in technologische innovatie, ontwikkelt Nederland hoogwaardige capaciteiten die we ook in de toekomst goed kunnen gebruiken.’ Zo is de Plato-simulator bijvoorbeeld ook al gebruikt voor ESA’s Envision missie, die onderzoek gaat doen naar de planeet Venus.
Ook voor de Nederlandse wetenschap betaalt SRON’s investering in Plato zich dubbel en dwars terug, legt Diekema uit: ‘Als je meewerkt aan een ruimte-instrument, of het test voordat het naar de ruimte gaat, weet je precies hoe dat instrument werkt en welke data het gaat opleveren. Deze kennis geeft een voorsprong: met de data van Plato kunnen Nederlandse astronomen wetenschap van wereldniveau bedrijven.’
1,5 miljoen kilometer
Wat bij SRON in het klein gebeurde – ruimtetesten op instrumentniveau – deed ESA’s technisch centrum ESTEC in Noordwijk voor de héle Plato missie. De ruimtetelescoop werd in 2026 flink door elkaar geschud en bestookt met geluid om de lancering met een Ariane 6 raket te simuleren. In de Large Space Simulator werd Plato onderworpen aan temperaturen van -90 tot +150 graden Celsius. ‘Dit zijn nog extremere omstandigheden dan de missie in werkelijkheid zal tegenkomen’, aldus Thomas Walloschek, ESA’s Plato projectmanager. ‘We laten niets aan het toeval over.’
Na de lancering vanuit Frans Guyana in het voorjaar van 2027, vliegt ruimtetelescoop Plato naar het tweede Lagrange punt, op 1,5 miljoen kilometer van de aarde. Van daaruit stuurt de telescoop zijn waarnemingen terug naar de aarde. Na ruim twee jaar worden de eerste onderzoeksresultaten verwacht. ‘Buitenaards leven zullen we met deze telescoop niet gaan vinden’, tempert Michiel Min van SRON de verwachtingen. ‘Maar de Plato missie is wel een cruciale stap in het onderzoek hiernaar door de vraag te beantwoorden: hoe bewoonbaar is ons universum?’
