De Chang'e-4 missie, de vierde aflevering in het Chinese Lunar Exploration Program, heeft sinds de lancering in december 2018 een aantal belangrijke resultaten geboekt. In januari 2019 kwamen de missielander en zijn Yutu 2 (Jade Rabbit 2) rover werd de eerste robotverkenner die een zachte landing aan de andere kant van de maan bereikte. Rond dezelfde tijd werd het de eerste missie om planten op de maan te laten groeien (met gemengde resultaten).
In de laatste ontwikkeling is de Nederland-China Low Frequency Explorer (NCLE) na een jaar rond de maan in bedrijf gesteld. Dit instrument is gemonteerd op de Queqiao communicatiesatelliet en bestaat uit drie 5-meter (16,4 ft) monopoolantennes die gevoelig zijn voor radiofrequenties in het bereik van 80 kHz - 80 MHz. Nu dit instrument actief is, Chang'e-4 is nu de volgende fase van haar missie ingegaan.
Het radio-observatorium is het resultaat van een samenwerking tussen het Nederlands Instituut voor Radioastronomie (ASTRON) en de China National Space Agency (CNSA). ASTRON heeft een lange geschiedenis in het uitvoeren van radioastronomie, waaronder de bediening van een van de grootste radiotelescopen ter wereld: de Westerbork Synthesis Radiotelescoop (WSRT), die ook deel uitmaakt van het European Very Long Baseline Interferometry Network (EVN).
De NCLE is het eerste observatorium dat door Nederland en China is gebouwd om radioastronomie-experimenten uit te voeren terwijl het in een baan aan de andere kant van de maan draait. Deze locatie wordt als ideaal beschouwd voor dergelijke experimenten omdat deze is verwijderd van eventuele terrestrische radio-interferentie. Het is om deze reden dat Queqiao heeft als communicatierelais met de Chang'e-4 missie aangezien radiosignalen de verre kant van de maan niet rechtstreeks kunnen bereiken.
Hoewel de NCLE in staat is om meerdere vormen van wetenschappelijk onderzoek op te zetten, is het belangrijkste doel ervan om baanbrekende experimenten in de radioastronomie uit te voeren. In het bijzonder zal de NCLE gegevens verzamelen in het emissiebereik van 21 cm (8,25 inch), wat overeenkomt met de vroegste perioden in de kosmische geschiedenis.
Deze staan ook bekend als de donkere middeleeuwen en de kosmische dageraad, die voorheen niet toegankelijk waren voor astronomen. Door licht uit de vroegste perioden van het heelal te onderzoeken, zullen astronomen eindelijk een aantal van de meest blijvende vragen over het heelal kunnen beantwoorden. Deze omvatten onder meer wanneer de eerste sterren en sterrenstelsels zijn gevormd, evenals de invloed van donkere materie en donkere energie op de kosmische evolutie.
Tot nu toe is de Queqiao satelliet was in de eerste plaats een communicatierelais tussen de lander en rover en missiecontrollers op aarde. Maar met de primaire doelen van de Chang'e-4 missie nu is bereikt, is de China National Space Agency (CNSA) de volgende fase van operaties ingegaan, namelijk het opereren van een radio-observatorium aan de andere kant van de maan.
Zoals Marc Klein Wolt, de algemeen directeur van het Radboud Radio Lab en leider van het Nederlandse team, zei:
"Onze bijdrage aan de Chinese Chang'e 4-missie is nu enorm toegenomen. We hebben de mogelijkheid om onze waarnemingen uit te voeren tijdens de veertien dagen durende nacht achter de maan, die veel langer is dan oorspronkelijk de bedoeling was. De maannacht is nu van ons.“
Het uitklappen van de antennes is het hoogtepunt van drie jaar hard werken en de demonstratie van deze technologie zal naar verwachting de weg vrijmaken voor nieuwe kansen voor radio-instrumenten in de ruimte. Naast wetenschappers bij ASTRON en de CNSA is er geen tekort aan mensen over de hele wereld die reikhalzend uitkijken naar de eerste radiometingen van de NCLE.
Professor Heino Falcke, leerstoel astrofysica en radioastronomie aan de Radboud Universiteit, is tevens de wetenschappelijk leider van de Nederlands-Chinese radiotelescoop. Zoals hij uitlegde:
“We zijn eindelijk bezig en hebben een radioastronomie-instrument van Nederlandse origine in de ruimte. Het team heeft ongelooflijk hard gewerkt en de eerste gegevens zullen onthullen hoe goed het instrument echt presteert. ”
De inzet van het instrument was eerder bedoeld en het lange wachten achter de maan zou effect hebben gehad op de antennes. In eerste instantie ontvouwden de antennes zich vlot, maar met het verstrijken van de tijd werd de voortgang steeds trager. Als gevolg hiervan heeft het team besloten eerst gegevens te verzamelen van de gedeeltelijk ingezette antennes en mogelijk later deze verder te ontvouwen.
Bij hun huidige, kortere implementatie is het instrument gevoelig voor signalen van ongeveer 13 miljard jaar geleden - oftewel. ongeveer 800 miljoen jaar na de oerknal. Zodra de antennes volledig zijn uitgevouwen, kunnen ze signalen van net na de oerknal opvangen. Dit stelt astronomen in staat om de eerste geboren sterren te zien en sterclusters bij elkaar te komen om de allereerste sterrenstelsels te vormen.
Het eerste licht in het heelal en de antwoorden op enkele van de meest diepgaande vragen zullen eindelijk toegankelijk zijn!
