Zoeken naar donkere energie
Na tien jaar eindelijk de ruimte in
Het is niet zo dat vertragingen abnormaal zijn in de ruimtevaart. Sterker nog, ze komen aan de lopende band voor. ‘En het is altijd best heftig’, zegt astronoom Edwin Valentijn. ‘Ook al weet je dat het kan gebeuren’.
Maar toen Valentijns geesteskind, een dataverwerkingssysteem voor de ruimtetelescoop Euclid, maar liefst vier jaar vertraging op dreigde te lopen, begon hij zich serieuze zorgen te maken. ‘Dan kan je de mensen niet houden en verdampt de expertise. Bovendien is er ook nog sprake van concurrentie.’
De oorzaak van de tegenspoed? De Russische invasie in Oekraïne. Na tien jaar voorbereiding stond de telescoop klaar om gelanceerd te worden door een Russische Sojoezraket, maar Rusland trok zich terug als reactie op de Europese sancties. ‘Dat was heel dramatisch. We waren klaar voor de lancering, maar we hadden wel een raket nodig.’
Donkere materie
Het is de bedoeling dat Euclid donkere materie en donkere energie gaat onderzoeken. Donkere materie is materie die we niet kunnen waarnemen, maar waarvan astronomen denken dat die er moet zijn. Als ze de massa van sterrenstelsels berekenen op basis van wat ze zien, zijn die namelijk veel te licht om de bewegingen in de ruimte te verklaren. En dus moet er iets zijn dat we niet zien.
Donkere energie is iets anders. Dat heeft te maken met de afstanden tussen sterrenstelsels, die steeds groter worden. Het universum dijt uit, en doet dat bovendien steeds sneller. Waarom dat zo is, weten astronomen ook niet. En dus hebben ze de kracht achter deze versnelling ‘donkere energie’ genoemd. Vooralsnog is ook dat echter een onopgelost vraagstuk, volgens Valentijn de heilige graal van de sterrenkunde en natuurkunde.
We waren klaar voor de lancering, maar we hadden wel een raket nodig
Euclid gaat waarnemingen doen die verschillende theorieën voor de aard van beide fenomenen moet helpen uitsluiten en misschien zelfs de juiste aan kan wijzen. ‘Onze hoop is heel erg gevestigd op Euclid.
Hij kan namelijk net zoveel detail onderscheiden als de befaamde ruimtetelescoop Hubble, maar is ook vijfduizend keer sneller. In anderhalf uur kan Euclid een deel van de ruimte zo groot als de volle maan bestuderen, terwijl Hubble daar meer dan 250 dagen voor nodig heeft. Op deze manier kan Euclid tijdens zijn missie zo’n 30 procent van de hemel in kaart brengen. ‘Hij maakt een waanzinnige foto van het hele heelal, met alles wat erop en eraan en erin zit’, zegt Valentijn.
Maar dat levert vele, vele petabytes (een petabyte is duizend terabytes) aan data op die moeten worden verwerkt. En dat is waar Valentijn onmisbaar is: hij bouwde met een groot internationaal team het dataverwerkingssysteem van Euclid.
Tekentafel
De astronoom raakte vijftien jaar geleden al bij het project betrokken, toen het nog op de tekentafel lag. ‘Na een afvalrace, die begon met zo’n 55 voorstellen, presenteerden we het project in 2012 in een soort Idols-achtige grand finale in Parijs’, herinnert hij zich. ‘Want de Europese ruimtevaartorganisatie ESA kon er maar een of twee financieren. En het mooie was: ons voorstel voor dataverwerking was een doorslaggevende factor voor de jury.’
Het bouwen van zo’n dataverwerkingssysteem was Valentijn op het lijf geschreven: hij werkt er al een lange tijd aan. In 2000 was hij betrokken bij de VLT Survey Telescope in Chili – op dat moment de snelste telescoop ter wereld die met een groothoeklens waarneemt. Valentijn was verantwoordelijk voor het opzetten van een systeem voor het verwerken, analyseren en archiveren van de beelden. Hij legde er de basis voor een alles-in-eenoplossing die hij AstroWISE noemde.
Na twee jaar werk zag AstroWISE zijn first light: de eerste foto van een nieuwe telescoop, in dit geval een IT- telescoop. Een beeld dat nog altijd op een prominente plek in Valentijns kantoor hangt. Het is echter geen imposant sterrenstelsel of kleurrijke interstellaire gaswolk, maar een diagram van de softwarecomponenten van het AstroWISE systeem dat laat zien hoe deze voor het eerst met elkaar werden verbonden.
‘Als iemand in Napels iets doet, dan zien wij dat direct. Net als wanneer je een vliegticket boekt, maar dan in een heel complex systeem dat wel twintig lagen diep is’, zegt Valentijn. ‘En het werkte! Je mag er wel een foto van maken. Ik ben er apetrots op.’
Gebroken
Wel jammer dat de VLT Survey Telescope nog niet klaar was. De grote spiegel, het belangrijkste optische element, was bij het transport gebroken en de oplevering van de telescoop werd daardoor jaren vertraagd.
En dus moest Valentijn op zoek naar nieuwe projecten om zijn AstroWISE te gebruiken. Hij nam deel aan projecten als LOFAR (een radiotelescoop die samengesteld is uit duizenden radioantennes) en het Lifelines-project van het UMCG, maar ook projecten vanuit bedrijven. ‘Zo werd ik een expert in big data, nog voordat het zo werd genoemd.’
Dat maakte hem ook tot de perfecte partner voor het Euclid-project. Toen een ESA-team zich realiseerde dat zijn telescoop meer data zou aanleveren dan welke andere wetenschappelijke telescoop dan ook, vroegen ze hem om hulp en werd het AstroWISE concept een belangrijke spil in het project.
Weer moet Valentijn wachten op een telescoop, maar aan opgeven heeft hij nooit gedacht. ‘Het is zeker zwaar, maar nog steeds de moeite waard.’
De mensen om mij heen zagen dat ik een meter boven de grond zweefde
Toch is dit de enige manier om een sluitende verklaring te vinden voor donkere materie en donkere energie, denkt de astronoom. ‘De enige manier om dat te doen, is door het signaal van niet duizenden, niet tienduizenden, niet honderdduizenden, maar miljoenen stelsels bij elkaar op te tellen en daar statistiek op toe te passen’, zegt hij.
SpaceX
Gelukkig kreeg Valentijn onlangs goed nieuws: er is een nieuwe raket gevonden. Een Falcon 9-raket van het Amerikaanse SpaceX gaat Euclid in juli lanceren. ‘We zijn ontzettend blij dat dit gelukt is. Dat kunnen we nog steeds niet geloven.’
De exacte lanceerdatum is nog niet bekend, maar die dag wordt hoe dan ook een spannende voor iedereen die bij het project betrokken is geweest. ‘Als je aan zo’n experiment hebt meegewerkt, is een succesvolle lancering een onbeschrijfelijke ervaring’, vertelt Valentijn.
Hij heeft het in 1995 al eens meegemaakt, toen de Infrared Space Observatory werd gelanceerd, waaraan de RUG ook had bijgedragen. ‘Ik had het zelf niet in de gaten, maar de mensen om mij heen zagen dat ik een meter boven de grond zweefde.’
Toch is de lancering van de telescoop nog maar het begin. Daarna duurt het een paar maanden voordat Euclid beelden van het heelal gaat opleveren. ‘Er moeten allemaal technische rituelen uitgevoerd worden’, zegt hij. De telescoop moet eerst contact leggen met grondstations op aarde, daarna kunnen astronomen de instrumenten afstellen. Pas dan kan de telescoop zijn eerste foto’s nemen.
Euclids eerste blik op het universum belandt dan in Valentijns dataverwerkingssysteem, waarin ook het CIT van de RUG een belangrijk datacenter is. Voor de astronoom is dit misschien nog wel een belangrijker moment dan de lancering. ‘Het first light moment is ook ongelofelijk. Er is maar een ding dat het topt, en dat is je eerste kind.’