De Astronomische Nederlandse Satelliet (ANS) was de eerste satelliet die in Nederland werd gebouwd en bestuurd. Deze Nederlandse ruimtetelescoop bestudeerde de hemel in röntgen- en ultraviolette straling. Met deze satelliet werden ondermeer de eerste röntgenbursts ontdekt en werden ongeveer 18 000 waarnemingen verricht in ultraviolette straling van het spectrum van 400 astronomische bronnen.
Planning, lancering en baan
Met de keuze van Nederland als vestiging voor ESTEC koesterde de industrie de hoop op nieuwe contracten. Europa bleef echter aarzelen over de inhoud van de ruimtevaartprogramma’s, mede door het gebrek aan ervaring in Nederland. Midden de jaren '60 was de Nederlandse commerciële sector niet tevreden met de contracten die het van de voorlopers van de ESA kreeg. Een werkgroep met vertegenwoordigers van Fokker, Van der Heem Electronics en Philips stelde aan de overheid de bouw van een satelliet ‘Made in the Netherlands’ voor in 1966. Het voorstel kwam er na een verzoek van het departement van economische zaken om een nationaal ruimtevaartplan voor te stellen. In maart 1966 was de 'Interdepartmental Commission for Space Research and Technology' (ICR) gevormd, dat activiteiten moest coördineren. Een concreet voorstel lag ter tafel in september 1967: niet alleen een satelliet, maar ook een experimenteel grondstation zou gebouwd worden. Enkele adviezen later besloot de overheid verder te gaan met de satelliet het grondstation en het Europees ruimtevaartavontuur. De Nederlandse regering stelde 36 miljoen euro (50 miljoen gulden) beschikbaar en de satelliet werd in de vooropgestelde zes jaar gebouwd. In Nederland was Kees de Jager de bezieler van het ruimteonderzoek, dat ook snel van de grond kwam. Het grondstation nabij Burum in Friesland werd in 1973 geopend, werd verantwoordelijk voor Intelsat 1 en is nu nog steeds in gebruik.
Een sterrenkundige satelliet bleek om verschillende redenen een goed voorstel: 1) Nederlandse sterrenkundigen hadden een reputatie te verdedigen, 2) er was weinig overlap mogelijk met ander ruimte-onderzoek, 3) sterrenkunde was populair en 4) een satelliet zou de kunde van Nederland bewijzen. De lancering van de ANS legde het fundament voor Nederlandse deelname aan toekomstige ruimtetelescopen. De satelliet kreeg van de regering groen licht in december 1970. Deze beslissing officialiseerde het Nederlands Instituut voor Vliegtuigontwikkeling en Ruimtevaart (NIVR) in zijn rol als nationaal agentschap voor lucht- en ruimtevaartprogramma’s. Tegelijk met de beslissing over ANS startte de universiteit in Delft op aanraden van Henk van de Hulst een cursus over ruimtetechnologie. Het Apolloprogramma in de VS betekende een boost voor het aantal inschrijvingen.
De Astronomical Netherlands Satellite werd op 30 augustus 1974 met een Scout-raket gelanceerd vanop de Amerikaanse lanceerbasis Vandenberg Air Force Base in Californië. Door een geleidingsprobleem met de eerste trap van de raket kwam de satelliet niet in de geplande cirkelvormige baan op 500 km hoogte. In de plaats daarvan kwam het in een zonsynchrone baan met een inclinatie van 97,6°, met een perigeum van 280 km en een apogeum van 1 150 km. Door de verkeerde baan en de daardoor toegenomen achtergrondstraling werden de waarnemingen fel bemoeilijkt. De universiteit van Delft kreeg de opdracht een nieuw vluchtprogramma op te stellen, waardoor de wetenschappelijke missie kon gered worden. Dankzij de herprogrammeerbare boordcomputer kon de satelliet bijgestuurd worden.
De waarnemingen startten in september 1974 en duurden tot december 1975. Hij moest zes maanden functioneren, maar hield het dus bijna driemaal zo lang vol. In maart en april 1976 werd hij kort nog even ingeschakeld. De satelliet presteerde op vele vlakken beter dan gepland: 1) de systemen werkten drie jaar in plaats van zes maanden, 2) de standregeling werkte beter dan verwacht en 3) het richten gebeurde binnen de 30 boogseconden van het doel in plaats van binnen de boogminuut. Op 27 april 1977 werden de waarnemingen gestopt omdat de Nederlandse overheid het project niet meer wou financieren, hoewel de satelliet nog functioneerde. De satelliet verbrandde in de atmosfeer op 14 juni 1977. Samen met andere satellieten zoals Uhuru, Ariel, SAS 3 en OSO 8 behoorde ANS tot de satellieten van de eerste generatie voor röntgenonderzoek. Ze wekten de interesse van sterrenkundigen voor onderzoek in een gebied van de sterrenkunde dat voordien niet kon bestudeerd worden omdat de aardatmosfeer geen röntgenstraling doorlaat. Recentere satellieten voor onderzoek in x-stralen zijn onder andere de Chandra X-ray Observatory, XMM-Newton, Hete 2, Swift, Suzaku en NuStar. Naar deze satelliet werd ook de planetoïde (9996) ANS genoemd.
Emil W. Hymowitz was projectbeheerder binnen het Goddard Space Flight Center van de NASA en W. Bloemendal van Fokker was dat in Nederland.
Opbouw en instrumenten
De satelliet was niet zo groot, met zijn lengte van 1,23 meter, een breedte van 61 cm en een diepte van 73 cm. De ANS had een lanceergewicht van 131 kg. Hij was rond drie assen gestabiliseerd. De stand werd geregeld met magnetische spoelen, die interageerden met het magnetisch veld van de Aarde, en reactiewielen. Twee gewichten werden aan het begin van de missie uitgestoten om de satelliet grotendeels van zijn draaibeweging te ontdoen. De standregeling werd in het oog gehouden door zonnesensoren, horizonsensoren, een stersensor en een magnetometer. Twee sterren nabij het te bestuderen object dienden als referentiepunten.
Er waren drie wetenschappelijke instrumenten aan boord, waarmee een groot gedeelte van de hemel in kaart werd gebracht. Het door Fokker en Philips gevormde 'Industrial Consortium Netherlands Astronomy Satellite' (ICANS) werkte nauw samen met de ruimtelaboratoria van de universiteiten van Groningen en Utrecht. De instrumenten werden er ontwikkeld, maar de realisatie gebeurde in samenwerking met de NASA en Amerikaanse bedrijven en onderzoekers. Een Cassegraintelescoop met een diameter van 22 cm vormde de ultraviolettelescoop. Deze leverde breedband (ongeveer 15 nanometer) fotometrie van objecten in vijf kanalen van 150 tot 330 nm. Deze kanalen waren gecentreerd rond 155 nm, 180 nm, 220 nm, 250 nm en 330 nm. Het werd ontworpen door de Space Research Group van de universiteit in Groningen en gebouwd door Ball Brothers Research Corporation in de VS. Verantwoordelijk voor de ultraviolettelescoop was R. Van Duinen.
De waarnemingen in röntgenstraling waren in twee delen opgesplitst. Het Soft X-Ray Experiment (SXX) met A. Brinkman als verantwoordelijke en het Hard X-Ray Experiment (HXX) werd geleid door Jonathan Grindlay. Samen observeerden ze in het energiegebied van 2 tot 40 kilo-elektronvolt (of bij golflengten van 0,03 tot 0,62 nm). Twee detectoren werden gebouwd door het Space Exploration Laboratory van de universiteit in Utrecht. Er werd hulp geboden door het Massachusetts Institute of Technology en het Institut d'Astrophysique et de Géophysique van de universiteit van Luik. Elk instrument mocht gedurende één omloop waarnemen en bij de volgende omloop was het volgende instrument aan de beurt. De satelliet werd getest door het NIVR, met hulp van onder andere ESTEC in Noordwijk.
Aviodrome luchtvaartmuseum in Lelystad - Foto: Wikipedia
Resultaten
- De satelliet mat de posities, spectra en variaties in de tijd van de straling van galactische en extragalactische bronnen. In het ultraviolet zijn ongeveer 18 000 waarnemingen verricht van 400 bronnen.
- Voor wat de röntgenstraling betreft kunnen de bestudeerde bronnen in twee grote groepen worden ingedeeld: gekende röntgenbronnen en mogelijke bronnen van zachte röntgenstraling.
- Met de ANS-satelliet werden drie belangrijke ontdekkingen gedaan: 1) de eerste waarneming van röntgenstraling vanuit de corona van Capella en ook Sirius zond röntgenstraling uit, 2) de detectie van röntgenstraling van de sterren UV Ceti en YZ CMi en 3) de ontdekking van röntgenbursts. Ook de satellieten Vela 5A en Vela 5B hebben die ontdekking gedaan (de Vela-satellieten behoorden tot een Amerikaans militair project om met behulp van satellieten gammastraling van atoombommen op te sporen).
- Grindlay et al. meldden in 1976 de ontdekking op 28 september 1975 met ANS van twee röntgenbursts van de röntgenbron 4U 1820–30 in de bolvormige sterrenhoop NGC 6624. Dat was niet verwacht van de oude sterren die in de bolhoop voorkomen. Het bleek verband te houden met de overdracht van materie tussen twee sterren.
- De UV Pointsources Catalog bevat fotometriegegevens in het UV van puntbronnen. Het bevat gegevens van 3 573 objecten, hoofdzakelijk sterren. Het bevat helderheden, posities, spectraaltypes, UBV-gegevens en opmerkingen over variabiliteit of dubbelsterren. De UV Interstellar Extinction Excess Data bevat ultraviolette extinctiegegevens voor 1 415 sterren. Verder werd met het HXX een studie gedaan van de 161 bronnen in de derde Uhuru-catalogus.
- ANS toonde aan dat in het Melkwegstelsel zeer hete sterren bestaan.
- Verder werden onder andere dwergnovae, vlamsterren en compacte sterren zoals Cygnus X-1 bestudeerd.
- De satelliet bewees ten slotte ook dat Nederland in staat was een wetenschappelijke ruimtemissie met industriële en educatieve doelstellingen tot een goed einde te brengen. Op het ogenblik dat de ESA vorm kreeg wilde Nederland zijn wetenschappelijke én technologische kennis nog meer demonstreren. De inbreng van Nederland in de ESA was te klein om het land de algemene verantwoordelijkheid te geven voor een heel project, dus besloot Nederland een tweede nationale satelliet te bouwen en lanceren, groter dan ANS. Met de Infrarood Astronomische Satelliet werd dat ambitieuze project gerealiseerd.
- De overheid besloot zeer tegen de zin van wetenschappers om geen derde satelliet te bouwen en in de plaats daarvan deel te nemen aan internationale projecten. Wetenschappers hadden wel plannen te over, maar die raakten vaak niet veel verder dan de tekentafel. Een voorbeeld is de Tropical Earth Resources Satellite (TERS) dat met Indonesië zou ontwikkeld worden. De studie was in 1984 klaar en ook België had interesse in het onderzoek van Equatoriaal Afrika. De financiering raakte echter niet rond.
Meer info:
- ANS (NSSDC Master Catalog): http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraftDisplay.do?id=1974-070A
