Menu Close

Satellieten verblinden sterrenkijkers

De waarneming van radiogolven uit verafgelegen sterren en sterrenstelsels is in groot gevaar. Nieuwe toepassingen op het gebied van draadloze verbindingen, vaak met behulp van satellieten, dreigen de uiterst gevoelige radiotelescopen voorgoed te verblinden. Volgend jaar worden de meeste golflengten opnieuw verdeeld. Met een heftige lobby vechten de radioastronomen voor hun voortbestaan.

HET IS een regelmatig terugkerend tafereel rond de radiosterrenwacht in de bossen bij Westerbork: een peilwagen met in de achterbak een voorraad tv-antenne-versterkers rukt uit. Ergens binnen een straal van zeventig kilometer loopt een versterker op zijn laatste benen, waardoor hij plotseling sterke radiosignalen uitzendt. De waarneming van uiterst zwakke radiobronnen uit het heelal, voornaamste informatiebron voor sterrenkundigen, loopt er volledig door in het honderd.

Nadat de boosdoener is gelokaliseerd, treffen de sterrenwaarnemers een snelle regeling met de argeloze bewoners: ze monteren op eigen kosten een nieuwe, storingsvrije versterker, waarna de bewoners Duitsland 1 weer kunnen ontvangen, en de astronomen hun meting weer kunnen hervatten.

Afstanden

Wie iets over de sterren te weten wil komen, is afhankelijk van informatie die enorme afstanden heeft overbrugd. Af en toe bereikt, in de vorm van een meteoriet, een brok materie het aardoppervlak. Maar voor het overgrote deel zijn we afhankelijk van uiterst zwakke elektromagnetische golven, die soms miljarden jaren onderweg zijn geweest.

Elektromagnetische golven zijn er in vele maten. De frequentie van de golven, en daarmee samenhangend de golflengte, bepaalt hoe we de straling noemen. Zo bestaat röntgenstraling uit golven met een lengte van miljoensten van een millimeter. Het voor ons zichtbare licht omvat een smal bandje van golflengtes tussen de 0,40 en 0,74 duizendsten van een millimeter. Wanneer de golven langer worden – tot ongeveer een millimeter – noemen we ze infrarood. Nog langere golven, met golflengten tot honderd kilometer, worden radiogolven genoemd.

Al die verschillende golven uit het heelal kunnen ons vertellen uit welke elementen sterren zijn opgebouwd, hoe heet en hoe oud ze zijn, en hoe snel ze zich van ons af bewegen.

Zoals op zoveel terreinen is de invloed van de mens ook in de ether nadrukkelijk voelbaar. Door mensen geproduceerde golven zijn overal waarneembaar. Straatverlichting, reclameborden en andere lichtbronnen zetten de horizon nabij steden in een permanente gloed van zichtbaar licht. Het dunne straaltje van een ster valt daarbij voor lichttelescopen in het niet.

Maar ook in het radio-gedeelte van het ‘elektromagnetische spectrum’ is het langzamerhand dringen geblazen. Steeds vaker worden de schotelantennes van radiosterrenwachten, zoals die in Westerbork en Dwingeloo, ‘verblind’ door aardse radiobronnen die op dezelfde golflengte opereren als zij. En omdat de ontvangers van de astronomen steeds gevoeliger worden, en de ‘storende’ zenders steeds krachtiger, neemt het probleem steeds sneller in omvang toe.

In theorie is de ether keurig verdeeld over haar gebruikers. De International Telecommunications Union (ITU), die vaart onder de vlag van de Verenigde Naties, legt eens in de zoveel jaar vast waarvoor delen van het spectrum mogen worden gebruikt. Zo moet voorkomen worden dat de vele verschillende toepassingen in elkaars vaarwater komen. Zo opereren televisiezenders in andere ‘frequentiebanden’ dan radiozenders of straalzenders van de PTT. De ‘kaart’ van het hele spectrum en alle toepassingen is een bonte verzameling van brede en smalle bandjes, stuk voor stuk gereserveerd voor één of enkele toepassingen.

Tot voor enkele jaren konden de astronomen best met die situatie leven. Ze beschikten over enkele ‘eigen’ bandjes die voor astronomen van bijzondere waarde zijn, waaronder in Nederland bij voorbeeld het ‘televisiekanaal’ 38. Bovendien werden lang niet alle toegewezen frequentiebanden volledig gebruikt, zodat links of rechts altijd wel een kanaal te vinden was waarin sterrestraling kon worden waargenomen.

Vol

De laatste jaren is dat beeld echter drastisch gewijzigd, aldus dr H.C. Kahlmann, verbonden aan de Radiosterrenwacht Westerbork. Als voorzitter van de Europese Commissie voor Radio-astronomiefrequenties (CRAF) en lid van de wereldwijde Inter Union Commission on the Allocation of Frequencies (IUCAF) houdt hij zich dagelijks met de problematiek bezig. De door hem gepresenteerde lijst met moderne bedreigingen lijkt geen einde te kennen.

Een categorie van de vele stoorzenders bevindt zich in de nabije omgeving van radiotelescopen. Het betreft bij voorbeeld eenvoudige keukenmagnetrons, op afstand bedienbare garagedeuren, autotelefoons en de in Amerika reeds zeer populaire draadloze huistelefoons. Stuk voor stuk zijn het relatief zwakke stralingsbronnen, maar voor de uiterst gevoelige schotelantennes wel degelijk op grote afstand hinderlijk.

Verder van huis heeft men last van radio- en televisiezenders. Wanneer de kijkers worden gewaarschuwd dat ‘wegens atmosferische omstandigheden de ontvangst wordt gestoord’, staat op hetzelfde moment de telescoop in Westerbork op tilt. De atmosfeer is dan dermate gunstig voor radiosignalen, dat tv-zenders uit Polen en Italië gemakkelijk kunnen doordringen tot de Nederlandse ether. Omdat die ook op het astronomisch interessante ‘kanaal 38’ uitzenden, moeten metingen in dat gebied worden gestaakt.

De grootste dreiging gaat echter uit van het groeiende aantal satellieten dat in een baan rond de aarde zweeft. Sommige stralen tv-programma’s door, andere zenden continu radiogolven uit die dienen als oriëntatiepunt voor schepen of vliegtuigen. Het plaatsbepalingssysteem van de Sovjet-Unie, GLONASS geheten, maakt zeven van de tien waarnemingen in een belangrijk astronomisch frequentiegebied nu al onbruikbaar. Niet dat de Sovjets uitzenden buiten het hun toegewezen gebied, maar moderne digitale ‘modulatietechnieken’ veroorzaken ook ver buiten de eigenlijke frequentieband ernstige storingen. De tientallen jaren oude regels houden daar geen rekening mee.

Heilige band

Ook de Verenigde Staten zijn druk doende een Global Positioning System (GPS) op te zetten. Uiteindelijk zullen daarvoor achttien satellieten in banen om de aarde worden gebracht, en wel zo dat op ieder moment op elke plaats ter wereld ten minste vier satellieten boven de horizon ‘zichtbaar’ zullen zijn. Het frequentiegebied waarop die satellieten uitzenden omvat de tot voor kort ‘heilige’ band waarin astronomen straling van waterstofatomen uit het heelal registreren.

En of het allemaal nog niet genoeg is, staan vele nieuwe ontwikkelingen trappelend voor de deur. High-Definition Television (HDTV) zal veel meer ruimte op het spectrum opeisen dan de huidige tv-systemen. Hetzelfde geldt voor radiouitzendingen, die immers allemaal de kwaliteit van de compact disc moeten evenaren. Nieuwe satellietsystemen worden ontwikkeld waarmee, met draagbare telefoons, vanaf elke plek op aarde gebeld kan worden. De publieke telefoon in het verkeersvliegtuig, nu al in gebruik boven de Verenigde Staten, hangt straks wellicht ook Europese astronomen boven het hoofd.

Het gevecht om de schaarse ruimte in de ether is intussen zo hevig geworden, dat diverse pogingen er via internationaal overleg uit te komen zijn vastgelopen. Vanaf volgend jaar zal daarom tijdens een grote wereldconferentie het belangrijkste deel van het radiospectrum geheel opnieuw worden verdeeld.

Radio-astronomen houden hun hart vast voor de uitkomst van die conferentie. Als lid van internationele commissies neemt Kahlmann zelf driftig deel aan de wereldwijd opgezette lobby, die moet voorkomen dat radio-astronomie vanaf het aardoppervlak over een paar jaar onmogelijk is geworden. Ten opzichte van de vele concurrenten zijn de wetenschappers echter in het nadeel: met hun werk is nu eenmaal geen enkel commercieel belang gediend. Kahlmann: “De astronomie kost alleen ontzettend veel geld, zonder dat het ooit een dubbeltje heeft opgeleverd”.

Ter voorbereiding op het ergste hebben sterrenkundigen al gespeeld met het idee telescopen te bouwen op de achterkant’ van de maan, die altijd van de aarde is afgekeerd. Afgeschermd van menselijke ‘ruis’ zou daar in alle rust het heelal bespied kunnen worden.

Technisch prachtig, maar peperduur. Kahlmann herinnert zich bovendien nog goed hoe, tijdens een speciaal symposium, een van de aanwezigen de angst van velen verwoordde: “Een telescoop op de maan? Vergeet het maar. De vervuilers zullen daar eerder zijn dan wij – zij kunnen het zich veroorloven”.

Related Posts