Emma van der Wateren | sterrenkundige Satellieten lekken voortdurend straling, wat voor radioastronomen een crime is. Emma van der Wateren probeert er wat aan te doen. „We hebben zelfs wat contact met SpaceX.”
Emma van der Wateren bij de radiotelescoop van Dwingeloo. De schotel van 25 meter breed is inmiddels een rijksmonument, maar wordt nog altijd door amateurastronomen gebruikt. Naast de schotel ligt instituut Astron.
Het is druk aan de hemel. Zo’n 16.000 satellieten zwermen rond in een baan om de aarde, en als alle momenteel goedgekeurde aanvragen doorgaan komen daar nog eens honderdduizenden bij. Die explosief groeiende zwerm verzorgt gps, weersvoorspellingen en internettoegang, maar dreigt de blik van de gevoeligste telescopen te vertroebelen. Om dat in een oogopslag duidelijk te maken, klapt radiosterrenkundige Emma van der Wateren (37) haar laptop open.
Als door een visooglens is de volledige hemel te zien. Op een golvende achtergrond drijven de zon, een sterrenstelsel honderden miljoenen lichtjaren verderop, en een nagloeiend overblijfsel van een supernova: de helderste bronnen van radiostraling aan de noordelijke sterrenhemel. Maar tussen die zwaargewichten doorkruisen heldere puntjes het beeld. „Dat zijn de satellieten die straling lekken”, wijst Van der Wateren aan. „Afgezien van die extreme objecten zijn het gewoon de felste dingen in het heelal voor onze telescoop. Ze overstemmen wat we écht willen zien.”
Dat kan Van der Wateren weten, als telescope scientist: ze is betrokken bij het beheer van radiotelescoop Lofar. De telescoop kent geen schotels of lenzen, maar bestaat uit een netwerk van honderdduizenden antennes dat in groepjes verspreid door Europa ligt. Een Nederlandse supercomputer sluist al die individuele signaaltjes door een algoritme wat uiteindelijk een plaatje van de hemel oplevert. Daarmee kan Lofar zien wat telescopen in ‘normaal’ licht niet kunnen zien.
Zo zijn het niet sterren, maar verre sterrenstelsels die de dienst uitmaken in het radio-universum. Ook restanten van zware sterren zijn er goed te bestuderen. En bovendien heeft Lofar minder last van de aardatmosfeer – radiostraling doorkruist die veel gemakkelijker dan optisch licht. Jammer dus, dat precies die eigenschap radiostraling óók uiterst geschikt maakt voor, zeg, satellietcommunicatie.
Vandaar dat het Drentse onderzoeksinstituut Astron, dat Lofar beheert, mensen als Van der Wateren in dienst heeft om de telescoop te beschermen. „Ik was aangenomen omdat ik tijdens mijn promotie al met Lofar-data gewerkt had, en werd gevraagd een beetje te helpen de telescoop tegen storing te beschermen. Inmiddels is dat kleine stukje van mijn werk een beetje uit de hand gelopen.”
Elke potentiële stoorzender kent zijn maatregel. Wandelaars en fietsers in de buurt van de telescopen worden bijvoorbeeld verzocht hun telefoon op vliegtuigmodus te zetten. Het liefst laten ze elektrische auto’s – wegens hun batterijen aardig felle radiobronnen – een stukje omrijden, en zelfs over een radiostil windpark is met de provincie te onderhandelen. De volgende stap: afrekenen met verstorende satellieten.
„Natuurlijk, die communicatiesignalen zijn nodig. De ITU, de Internationale Telecommunicatie-unie, heeft zulke signalen een bandbreedte toegewezen en daar hebben we als radiosterrenkundigen mee om te gaan. Hoewel we daar nog steeds last van hebben, zit een groter probleem in wat we onbedoelde straling noemen: ruis afkomstig van de elektronica aan boord van de satelliet. Dat valt buiten alle huidige wettelijke kaders, en is dus compleet ongereguleerd.
„Het zijn relatief kleine signalen die vrijkomen door elektrische stroompjes in elektronica, maar zoals je op het filmpje zag: het verstoort ons beeld nu al. En gezien de explosieve toename van satellieten, zie ik het als een existentiële bedreiging voor de radiosterrenkunde.”
„Het levert in ieder geval problemen op, en dat filteren is nog niet zo simpel. De precieze impact hangt ervan af, omdat Lofar zo’n unieke telescoop is. Het bestaat uit een wijdverspreid netwerk van antennes, wat betekent dat we kunnen kiezen hoe we dat netwerk inzetten, afhankelijk van ons wetenschappelijke doel. Met een compact groepje antennes kun je bijvoorbeeld een groot stuk hemel in één keer bekijken, met antennes die ver uit elkaar staan behaal je juist een enorm scherp beeld van een kleiner stukje.
„In dat geval, dus als je bijvoorbeeld een Lofar-antenne in Drenthe en eentje in Ierland hebt, lukt dat filteren nog wel. Voor de satelliet hier overvliegt, ziet de Ierse antenne ’m al niet meer. Als je de signalen dan combineert kun je het er prima uitmiddelen. Maar met een compact groepje antennes gaat dat niet. Een satelliet is gewoon duizenden malen helderder dan hetgeen we willen zien.”
„Met Lofar in compacte vorm willen we op zoek naar de allergrootste structuren in het heelal, en terugkijken naar het moment dat de eerste sterren geboren werden. Het universum was toen nog maar enkele honderden miljoenen jaren oud, en het eerste sterrenlicht begon het omringende waterstofgas te verwarmen. Gevoelige foto’s van die periode zijn onmisbaar om de eerste sterren en sterrenstelsels te begrijpen, en we vrezen dat satellieten die onmogelijk zullen maken.
„Maar ook buiten ‘pure’ wetenschap kan al die ruis problemen opleveren. Zoals bij de kalibratie van gps, wat valt of staat met een zeer nauwkeurige bepaling van de positie en draaiing van de aarde. Een wereldwijd netwerk van radiotelescopen meet dat heel precies door verre sterrenstelsels in de gaten te houden. Storende satellieten maken dat essentiële werk moeilijker, wat een serieus probleem kan worden als er geen wetgeving komt om onbedoelde straling aan banden te leggen.”
„Dat doe ik niet alleen, gelukkig. Ik werk samen met collega’s uit Europa, Zuid-Afrika en Canada. We doen studies om in kaart te brengen hoe groot het probleem is, maar lobbyen ook bij internationale organisaties als de ITU om satellietstoring op de agenda te zetten. De wereld van wet- en regelgeving is totaal anders dan die van sterrenkunde, maar ik vind het erg leuk. Je ontmoet mensen die heel slim zijn, maar gefocust op totaal andere dingen dan je gewend bent.”
„We krijgen wel met commerciële belangen van satellietbedrijven te maken. Het kost simpelweg extra geld om satellieten minder straling te laten lekken. We merken dat onze voorstellen vertraging oplopen, of dat we tussen verschillende instanties heen en weer worden gestuurd. Het gaat veel om de precieze verwoordingen en interpretaties van de radioregels, dat kan frustrerend zijn.
„Maar intussen boeken we kleine successen: bij verschillende organisaties hebben we werkgroepen opgezet, we hebben zelfs wat contact met SpaceX. Het fijne aan dit probleem is uiteindelijk dat satellieten een beperkte levensduur hebben. Op een gegeven moment branden ze op in de atmosfeer, en komt er weer een nieuwe voor in de plaats. Een nieuwe generatie satellieten die wél aan strengere regelgeving voldoet, zal minder schadelijk zijn voor de sterrenkunde. Het is een oplosbaar probleem.”
Op de hoogte van kleine ontdekkingen, wilde theorieën, onverwachte inzichten en alles daar tussenin
Bij Google kan je nu zelf aangeven welke nieuwsbronnen jij vaker wil zien in je zoekresultaten.Meer informatie