Erste Fördermittel für Hightech-Unternehmen im Rahmen des FuE-Programms für das Einstein-Teleskop
Ein Niederländisches Konsortium aus den Unternehmen Demcon kryoz aus Enschede und Cooll aus Hengelo sowie der Universität Twente erhält Mittel für die Entwicklung eines fortschrittlichen Kühlsystems für das Einstein-Teleskop.
Dieses riesige Gravitationswellen-Observatorium könnte 250 bis 300 Meter unter der Erdoberfläche im niederländisch-belgisch-deutschen Grenzgebiet gebaut werden, um ungestörte Messungen zu ermöglichen. Um die sehr schwachen Signale aus dem Universum aufzuspüren, ist eine vibrationsfreie Kühlung auf sehr niedrige Temperaturen erforderlich. Die drei Parteien werden ihre grundlegenden Kenntnisse und ihr industrielles Know-how im Bereich der schwingungsfreien Kühlung nutzen, um die Messungen von Gravitationswellen wesentlich genauer zu machen. Zu diesem Zweck erhalten sie über einen Zeitraum von drei Jahren 2,6 Mio. Euro aus dem FuE-Programm für das Einstein-Teleskop, das vom niederländischen Nationalen Wachstumsfonds finanziert wird.
Der berühmte Physiker Albert Einstein sagte Gravitationswellen vorher. Sie entstehen bei extremen Ereignissen im Universum entstehen, wie etwa der Verschmelzung zweier schwarzer Löcher. Ein Jahrhundert nach Einsteins Vorhersage, im Jahr 2015, wurden sie zum ersten Mal von zwei Observatorien in den USA beobachtet. In Europa wird derzeit an einem neuen, äußerst empfindlichen Detektor, dem Einstein-Teleskop, gearbeitet. Dieser wird es den Forschenden ermöglichen, viele weitere Beobachtungen dieser „Wellen im Raum-Zeit-Gefüge“ zu machen. Auf diese Weise wollen sie den Entstehungsprozess schwarzer Löcher besser verstehen und weitere Einblicke indas frühe Universums unmittelbar nach dem Urknall gewinnen. Außerdem können sie das neue unterirdische „Teleskop“ nutzen, um die Vorhersagen der allgemeinen Relativitätstheorie von Einstein zu überprüfen.
Um Innovationen und die beschleunigte Entwicklung neuer Technologien für das Einstein-Teleskop zu fördern, wurde im Herbst 2023 das ET-Valorisierungsprogramm gestartet. Teil dieses Programms ist ein FuE-Programm für Hightech-Unternehmen.
Der niederländische Minister für Bildung, Kultur und Wissenschaft Dijkgraaf: „Es ist fantastisch zu sehen, wie sich dieses Konsortium an die Arbeit macht, um die Technologie für das Einstein-Teleskop zu entwickeln. Diese Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftseinrichtungen und Unternehmen zeigt, wie die Bündelung der Kräfte zu bahnbrechender Forschung und Innovation führen kann. Das Einstein-Teleskop verspricht nicht nur neue wissenschaftliche Entdeckungen, sondern auch Wirtschaftswachstum und Beschäftigung. Auch wenn wir noch nicht wissen, wo das Teleskop bald stehen wird, ist diese Zusammenarbeit eine wichtige Investition in unser Land und in die internationale Wissenschaft.“
Dreistufiges Kühlsystem
Für das Einstein-Teleskop haben sich die drei Parteien im vergangenen Jahr nach der ersten Ausschreibung für das FuE-Programm zusammengetan. Vor kurzem wurde bekannt gegeben, dass ihr Vorschlag berücksichtigt wurde. Das Konsortium aus Twente wird über einen Zeitraum von drei Jahren 2,6 Millionen Euro erhalten, um die Technologie für das Einstein-Teleskop nutzbar zu machen. Zu diesem Zweck werden sie ein dreistufiges Kühlsystem entwickeln. Dieses arbeitet mit drei verschiedenen Kühlmitteln (Neon, Wasserstoff und Helium), um von -195 °C (78 K) (die Temperatur, die mit flüssigem Stickstoff erreicht wird, der den Kühlprozess einleitet) zum letzten und schwierigsten Schritt auf -263 °C (10 K) zu gelangen. Sie werden schließlich drei davon bauen, eine für die Forschung bei UT in Enschede und zwei für den ETpathfinder, das Forschungs- und Entwicklungslabor für Gravitationswellen-Detektoren, in Maastricht.
Maßstabsvergrößerung
Pieter Lerou, Geschäftsführer von Demcon kryoz, war letztlich für den Vorschlag verantwortlich: „Das Prinzip der vibrationsfreien Kühlung ist bekannt, und wir haben es bereits in industriellem Maßstab umgesetzt. Aber das war mit einem Mikrokühler, während die Kühler für das Einstein-Teleskop mit einem riesigen Kompressor und viel höherer Leistung arbeiten. Dieses Hochskalieren erfordert noch eine Menge Grundlagenforschung. Hierfür nutzen wir unser Wissen über Kryotechnik und unsere Erfahrung in der Entwicklung, Modellierung und dem Bau von Hightech-Kühlsystemen. Außerdem bringen wir unser Know-how in der Systemtechnik ein. Wir sorgen dafür, dass alle Kenntnisse und alle erforderlichen Komponenten zusammenkommen und dass am Ende ein zuverlässig funktionierendes System termingerecht und innerhalb des Budgets geliefert wird. Das ist auch nötig, denn mit dem Ergebnis unseres Projekts leisten wir einen Beitrag zum Gebotsbuch für den niederländisch-belgisch-deutschen Standort des Einstein-Teleskops.“
Meilenstein
Programmleiter Jorg van der Meij (LIOF, im Namen der niederländischen Regionalentwicklungsgesellschaften): „Heute feiern wir einen Meilenstein im Valorisierungsprogramm für das Einstein-Teleskop, bei dem ein Konsortium aus visionären Unternehmen und einer führenden Wissensschaftseinrichtung die erste FuE-Förderung erhalten hat. Ihre innovativen Pläne zur vibrationsfreien Kühlung stärken nicht nur die Bewerbung für das Einstein-Teleskop, sondern sind auch für andere Sektoren und Anwendungen vielversprechend. Denken Sie zum Beispiel an die Luft- und Raumfahrttechnik oder die Halbleiterindustrie. Auch in der elektrischen Luftfahrt wird die schwingungsfreie Kühlung wichtig werden“.
Niederländisch-belgisch-deutsche Initiative
Das Einstein-Teleskop soll Teil der großen europäischen Forschungsinfrastruktur werden. Derzeit gibt es zwei Initiativen für einen unterirdischen Standort. Neben Sardinien ist es das Grenzgebiet zwischen den Niederlanden, Belgien und Deutschland. Dieses Gebiet eignet sich für ein unterirdisches Observatorium, da der weiche Oberboden die durch menschliche Aktivitäten an der Oberfläche verursachten Vibrationen abblockt, so dass die Messungen nicht gestört werden. Über den Standort des Einstein-Teleskops wird 2025/2026 entschieden, und mit dem Bau soll etwa 2030 begonnen werden. Eine Vielzahl von Universitäten und wissenschaftlichen Einrichtungen aus den Niederlanden, Belgien und Deutschland arbeiten derzeit an einem gemeinsamen Antrag.
