Studenten onderzoeken planeetvorming in vallend vliegtuig
Studenten van de Universiteit Leiden en de Rijksuniversiteit Groningen onderzoeken deze week het ontstaan van planeten. Ze doen dat in gewichtloze omstandigheden, tijdens ESA’s wetenschappelijke paraboolvluchtencampagne boven de Golf van Biskaje.
Het experiment is een samenwerking tussen de twee Nederlandse universiteiten en die van Glasgow en Braunsweig. Het Nederlandse deel wordt gefinancierd door het NWO/SRON Programmabureau Ruimteonderzoek en de Nederlandse Onderzoeksschool voor Astronomie NOVA.
‘Het is een geweldig experiment geworden, waar de studenten nu al vreselijk trots op mogen zijn’, zegt begeleider Frank Molster van de Universiteit Leiden. ‘De studenten hebben de experimentopstelling in verbluffend korte tijd ontworpen.’ Het experiment was aanvankelijk ingediend bij ESA’s studenten paraboolvluchtencampagne. Daar bleek geen plaats te zijn. Maar ESA vond het experiment goed genoeg voor een plaats op de wetenschappelijke paraboolvluchten.
Stofschijven
Planeten vormen zich uit gas- en stofschijven die rond jonge ‘pasgeboren’ sterren draaien. De deels Nederlandse satelliet IRAS ontdekte die stofschijven voor het eerst in de jaren tachtig. Het door SRON ontworpen instrument SWS op de Europese satelliet ISO zag later dat die stofschijven voor een groot deel uit broze deeltjes van stof en ijs bestaan, de zogenaamde ‘dustcakes’.
De studenten proberen meer inzicht te krijgen in het klonterproces van de ‘dustcakes’, dat aan planeetvorming vooraf gaat. Molster: ‘Heel kleine deeltjes blijven aan elkaar zitten onder invloed van de Van de Waalskrachten. Bij heel grote structuren speelt zwaartekracht een rol. Dat begrijpen we allemaal. Maar waarom deeltjes van één millimeter tot één centimeter aan elkaar blijven plakken is ons nog een raadsel.’
Om hier meer inzicht in te krijgen hebben de studenten een installatie ontworpen die steeds twee deeltjes op elkaar af schiet. De deeltjes, van verschillende samenstellingen en formaten, worden door een draaiende caroussel voor de schietinstallatie gebracht. Een camera legt de botsingen vast. Om de kosmische omstandigheden te simuleren wordt het hele apparaat vacuum gepompt, gekoeld tot 133 graden onder het vriespunt en vinden de botsingen plaats tijdens de vrije val van het vliegtuig. ‘Op aarde is dit experiment niet uit te voeren, omdat onder invloed van de zwaartekracht de deeltjes naar beneden vallen voordat ze hebben kunnen klonteren’, zegt Molster.
In totaal gaan de studenten de komende dagen drie vluchten maken waarin het vliegtuig steeds dertig keer een vrije val van 30 seconden maakt. ‘We hopen per vrije val drie schoten te kunnen lossen met de schietinstallatie, maar dat zal in het begin zeker niet meevallen’, aldus Molster. ‘De studenten hebben uiteraard wel ‘droog’ geoefend, maar ze zijn niet ter voorbereiding in de Python geweest. Dan kan de gewichtloosheid je in het begin wel even rauw op je dak vallen. En dat zeg ik uit ervaring.’
