Zwerm van satellieten maakt een radiotelescoop

Het onderzoek naar de oorsprong van het heelal heeft nog een aantal grote doorbraken nodig. De snaartheorie, de zoektocht naar magnetische monopolen en de oorsprong van donkere energie zijn slechts een paar voorbeelden. Het ontwikkelen van de theorie moet natuurlijk worden gevalideerd door waarnemingen; waarnemingen voor het gehele elektromagnetische spectrum – van radio signalen, tot licht, tot röntgen en gammastraling. Voor astronomie worden en zijn er wereldwijd telescopen gebouwd voor alle delen van het spectrum. Zo hebben we in Nederland de telescopen in Dwingeloo en Westerbork in Drenthe en sinds 2010 is ook LOFAR (Low Frequency Array) operationeel. Maar er is nog steeds een stuk spectrum nog nooit onderzocht: het spectrum beneden de 10 MHz. Hiervoor zijn twee redenen: allereerst is de buitenste laag van de atmosfeer, de ionosfeer, niet volledig transparant voor deze radiostraling (soms zelfs volledig ondoorzichtig). Daarnaast wordt er door de mensheid zoveel storing gemaakt dat het meten op deze frequentie praktisch onmogelijk is. We moeten dus de ruimte in ... ver de ruimte in. 

Maar het realiseren van een radiotelescoop in de ruimte op lage frequenties is niet eenvoudig. We hebben het hier niet over een enkele satelliet, maar meerdere satellieten in een grote ruimte. Voor baanbrekend onderzoek op deze lage frequenties zijn tientallen tot honderden satellieten nodig in een ruimte van 100 kilometer in doorsnede. Om deze zwerm te realiseren moeten deze satellieten erg klein zijn. Ze zullen elk een paar kg gaan wegen en niet veel groter zijn dan 30 bij 10 bij 10 cm. Deze telescoop, OLFAR genaamd,  is een gedistribueerde telescoop, gebaseerd op een zwerm van nanosatellieten in een baan rond bijvoorbeeld de maan. In een samenwerkingsverband tussen ASTRON, de Universiteit Twente (Short Range Radio), en de Universiteit van Delft (Circuits & Systems en Space System Engineering), alsmede zes bedrijven (AEMICS, SystematIC, ISIS, Dutch Space, Axiom-IC en National Semiconductor) zal in de komende jaren hard gewerkt worden aan nieuwe technologieën om dit concept mogelijk te maken.

Eén van de vele uitdaging binnen OLFAR is de navigatie. Hoe bepalen we de exacte positie van elke satelliet? Omdat de radiotelescoop ver van de aarde is verwijderd, kan er geen gebruik worden gemaakt van GPS – de methode om op aarde te navigeren. Maar er zijn wel andere signalen die gebruikt kunnen worden. Eén van de mogelijkheden is het gebruik van pulsars. Pulsars (pulserende sterren) kunnen gebruikt worden als bakens voor het navigatiesysteem. En het mooie is: pulsars zijn en blijven er altijd.