Zoekt lift, zoekt leven

Nederlandse astronomen zoeken maanreizigers om hun slimme polaroidcamera mee te nemen. Die onderzoekt of de aarde bewoonbaar is. (En ooit of exoplaneten dat zijn.)

Europa en Amerika mogen dan hun plannen om naar de maan te gaan al enige tijd in de ijskast hebben gezet, in Leiden zit sterrenkundige Frans Snik niet bij de pakken neer. Integendeel. 'China, India, particuliere partijen, iedereen wil naar de maan. En gaat naar de maan. Vaak met veel minder gedoe en goedkoper dan we tot nog toe in de Europese en Amerikaanse ruimtevaart gewend waren.'

Hetgeen, onderstreept de Leidse astronoom, mooi is meegenomen nu hij met een aantal Nederlandse collega's zelf naar de maan wil. Niet in persoon. Maar met LOUPE, een instrument dat slimme waarnemingen doet aan het zonlicht dat de aarde weerkaatst. De Leidse groep levert al jaren dat type optische instrumenten voor telescopen in de ruimte en Chili.

Als eerste opstap naar een instrument dat kan afleiden hoe het eruitziet op planeten bij verre sterren. Of die om hun as draaien. Of er wolken zijn. Waar die uit bestaan. Continenten. Seizoenen misschien. In het gunstigste geval is op die manier zelfs op afstand vast te stellen of er leven is.

In een van de kamers van het Oortgebouw aan de noordrand van Leiden heeft Sniks afstudeerder Jens Hoeijmakers een reeks lenzen, polaroidfilters, prisma's en een digitale camerachip op een stevig fotostatief gebouwd, die samen het prototype van LOUPE vormen. Hij deed vorige week de eerste waarnemingen van maanlicht. Gewoon door het open raam. Op het beeldscherm in het Leidse lab is het resultaat van de testmetingen te zien: een wolk regenboogkleurige strepen, waarvan sommige kleuren duidelijk donkerder zijn dan de rest. 'Ik heb het idee dat we al wel wat beginnen te zien', zegt Hoeijmakers bedachtzaam.

LOUPE gaat er zeker komen, zegt een flinke steenworp verderop astronoom en medebedenker Daphne Stam van de TU Delft, faculteit Lucht en Ruimtevaart. 'Het idee is dat we een heel compact systeem bouwen, zo klein als een broodtrommel of een bierblikje, nauwelijks energieverbruik en minder dan een kilo zwaar, dat alle werk doet. Dat bieden we aan voor een lift naar de maan, voor wie ons maar wil hebben. Dan stappen we zo in.'

Komende week is er een officiële aftrap van de Delftse en Leidse partners voor het project, waarin uit het prototype de handzame versie moet worden ontwikkeld. Als er genoeg geld voor te vinden is, ligt het instrument over een, anderhalf jaar op de plank, hopen Snik en Stam. Klaar voor gebruik.

LOUPE is in essentie een camera waarmee de zogeheten polarisatie van licht kan worden bekeken en vastgelegd. Iedereen met een polaroid-bril weet dat licht dat van een oppervlak verstrooit in bepaalde richtingen intenser kan zijn dan in andere richtingen. Omgekeerd is uit de mate van polarisatie van verstrooid licht ook iets te zeggen over de eigenschappen van het reflecterende oppervlak. En het is die eigenschap, legt onderzoekster Daphne Stam in Delft uit, die toegang geeft tot een nauwkeuriger begrip van planeten bij verre sterren.

Stam: 'Een alien die van ver naar ons zonnestelsel kijkt, denkt vermoedelijk dat Venus de meest bewoonbare planeet is, vanwege haar helderheid die op wolken duidt en min of meer de juiste afstand tot de zon. Dat die wolken zwavelzuur zijn en geen water, weet je pas als je naar de polarisatie van het zonlicht kijkt. Pas dan komt de aarde in beeld.'

Stam ontwikkelde de laatste jaren de theorie om via polarisatie exoplaneten te analyseren. Op papier kan er inmiddels veel, en vaak al met verrassend eenvoudige middelen. Centraal staat het idee dat de polariserende eigenschappen van stoffen of wolken afhankelijk zijn van de kleur van het licht. Door het licht met prisma's uit elkaar te trekken en in de resulterende regenboog per kleur de polarisatie te meten, is in één klap een schat aan gegevens binnen te halen.

Maar dat was papier. Nu is het moment aangebroken om het echt te doen. Binnen enkele jaren moet LOUPE de andere kant opkijken, van de maan naar de aarde, die viermaal zo groot als de maanschijf aan de inktzwarte sterrenhemel zal staan. Het aardlicht zal door het diafragma voor in de camera door de lenzen vallen, door een speciale facetlens in een verzameling spectra opgebroken, door een polaroïdglas gaan en op de sensor vallen. Waarna het signaal naar de aarde wordt geseind voor analyses.

Hoe het slimme Delfts-Leidse polaroïdcameraatje daar terecht gaat komen, weet Stam nog niet precies. 'Dat is een kwestie van onderhandelen met de partijen die naar de maan willen. Het enige wat we vragen is een landing op de zichtbare kant van de maan. Omgekeerd blijft de aarde dan vanzelf ook altijd in beeld, inclusief schijngestalten. Geef ons een maand, en we kunnen waarschijnlijk aangeven of de aarde een bewoonbare planeet is.'

Wat daarbij goed uitkomt, is dat LOUPE wel degelijk ook serieuze nieuwe informatie over de planeet aarde kan gaan opleveren. Stam: 'In principe is de polarisatie van zonlicht door de aardatmosfeer vanuit kunstmanen niet goed te meten, omdat die te dichtbij staan. Vanaf de maan is de aarde in zijn geheel te zien, en kun je meten hoeveel zonlicht de aarde terugkaatste de ruimte in, wat voor klimaatmodellen van belang is.'

En leven? Leven, zegt Frans Snik, vergt een iets ingewikkelder versie van LOUPE. Moleculen in levende materialen geven licht in reflectie een draairichting mee, doordat moleculen in levende materialen allemaal dezelfde draairichting hebben. In een geavanceerde LOUPE-camera zijn roterende polaroidfilters nodig om dat te zien. Draaiende onderdelen op de notoir stoffige maan, dat klinkt als vragen om moeilijkheden.

Maar Leiden is niet voor één gat te vangen. De laatste jaren ontwikkelden de astronomen slimme filters met vloeibare kristallen, die in roerloze toestand toch het kunstje kunnen. 'Hopelijk hebben we die dan wat later ook op de plank', zegt Snik.

STOF OP JE IPHONE

Dezelfde Leidse astronomen die naar de maan willen, bedachten eerder iSPEX: een opzetstukje voor de iPhone waarmee via polarisatiemetingen het fijnstof in de lucht wordt gemeten. Vorig jaar zomer deden duizenden vrijwilligers drie strakblauwe meetdagen mee. Een wetenschappelijk artikel is in de maak. Over een commerciële spinoff wordt nagedacht.

undefined

Meer over