Nederlands consortium bouwt hoogvermogenkoeler voor Einstein Telescope
Een Nederlands consortium zet een belangrijke stap in de ontwikkeling van trillingsvrije koeling voor de Einstein Telescope. Het bouwt de eerste hoogvermogen-sorptiekoeler voor het toekomstige observatorium. De technologie wordt voor het eerst opgeschaald van compacte toepassingen naar een koelsysteem met een veel groter koelvermogen. Zo grootschalig worden sorptiekoelers nog nergens toegepast.
Een stille oplossing voor een grote uitdaging
Om zwaartekrachtgolven te kunnen meten, moeten de spiegels en hun ophangsysteem van de Einstein Telescope worden gekoeld tot extreem lage temperaturen. Tegelijkertijd moet de omgeving volledig trillingsvrij blijven. Zelfs de kleinste trilling kan de metingen beïnvloeden. Dat maakt koeling een van de grootste technologische uitdagingen voor het toekomstige observatorium.
Het consortium Zero-vibration Sorption Cryocooler, bestaande uit Universiteit Twente, Demcon kryoz en Cooll, ontwikkelt daarvoor een innovatieve oplossing op initiatief van Nikhef. De technologie wordt de komende periode getest in de testfaciliteit van de Einstein Telescope de ETpathfinder bij de Universiteit Maastricht.
Grensoverschrijdende samenwerking
In het Belgische Einstein Telescope-laboratorium ET-CRISTAL in Luik hebben onderzoekers trillingsvrije, stralings- en contactloze koeltechnologie op ware grootte getest en doorgerekend onder omstandigheden die voldoen aan de eisen van de Einstein Telescope. Zo vullen de Nederlandse en Belgische testfaciliteiten elkaar aan en werken onderzoekers en bedrijven in de Euregio Maas-Rijn samen aan een cruciale technologie voor het toekomstige observatorium.
Van kleine koelers naar een uniek systeem
Sorptiekoelers worden al gebruikt in compacte cryogene systemen, bijvoorbeeld voor microscopen en communicatiesatellieten. Voor de Einstein Telescope is echter veel meer koelvermogen nodig om de grote, uiterst gevoelige onderdelen langdurig op extreem lage temperatuur te houden. Daarom schaalt het consortium de bestaande technologie op naar een formaat dat nog niet eerder op deze schaal wordt toegepast.
Een gewone koelkast gebruikt een compressor die voortdurend beweegt en daardoor trillingen veroorzaakt. Een sorptiekoeler bouwt de benodigde druk op zonder zo’n mechanisch onderdeel. Daardoor kan hij koelen zonder de trillingen die de metingen van de Einstein Telescope zouden verstoren.
Projectmanager Adrie Visser bij Demcon kryoz: “We verwachten dat in de zomer één systeem volledig geïntegreerd is in het hogedruklab in Twente. Dan kunnen we gaan testen en als dat positief uitvalt, kunnen we parallel in de testfaciliteit van de Einstein Telescope in Maastricht aan de slag. Eind dit jaar hebben we daar dan het eerste volledige systeem voor de ETpathfinder gebouwd.”
Technologie met impact
Voor Romaine Kunst, thermal system engineer bij Demcon kryoz, is het project meer dan alleen een bijdrage aan de Einstein Telescope. “Hiermee maken wij een grote verbeterslag ten opzichte van de bestaande koeltechnieken. Voor mij persoonlijk is het een droom om onze technologie door te ontwikkelen.
Ruimtevaart en astronomie zijn nu de grootste toepassingsgebieden, maar er zijn ook zoveel andere onderzoekstoepassingen. Denk aan medische beeldvorming van samples die gekoeld moeten worden, of microscopen bij allerlei wetenschappelijke experimenten. Voor quantumcomputers is de trillingseis ook heel relevant, bij nog lagere temperaturen.”
Zes consortia ontwikkelen technologieën voor de Einstein Telescope
Het consortium is een van de zes consortia die technologie ontwikkelen voor de Einstein Telescope. Samen werken 26 Nederlandse hightechbedrijven en kennisinstellingen aan innovaties op het gebied van optica, vacuümtechnologie, trillingsvrij koelen, trillingsdemping en thermische vervormingen. Hiervoor is ruim 12 miljoen euro aan subsidie beschikbaar gesteld. De projecten leveren niet alleen essentiële technologie op voor de Einstein Telescope, maar creëren ook nieuwe kansen voor de Nederlandse en Euregionale hightechsector.
