Het UHasselt-studentenproject OSCAR-QUBE is door het Europees ruimteagentschap ESA geselecteerd om een wetenschappelijk experiment uit te voeren in het internationale ruimtestation ISS. De 15 studenten en doctoraatsstudenten zullen het volgende anderhalf jaar werken aan de ontwikkeling van een kwantummagnetometer, waarmee ze vier maanden lang metingen kunnen uitvoeren in het ISS.

Acht Europese teams deden mee aan de ‘Orbit your thesis’-wedstrijd van de Europese Ruimtevaartorganisatie ESA. Het OSCAR-team van de UHasselt, bestaande uit studenten van de faculteit Wetenschappen en de faculteit Industriële Ingenieurswetenschappen, werd uiteindelijk door een internationale jury van deskundigen tot winnaar gekroond. Midden 2021 zullen de studenten een kwantummagnetometer naar het ruimtestation mogen versturen, om een wetenschappelijk experiment uit te voeren.

Kwantummagnetometer

Al enkele jaren wordt er gebouwd aan de kwantummagnetometer van de UHasselt. Het toestel meet magnetische velden. “Met onze kwantummagnetometer richten wij ons op toepassingen binnen de ruimtevaartsector, zoals bijvoorbeeld een uiterst precieze karakterisatie van het magnetische veld dat onze aarde omringt”, zegt Jaroslav Hruby, teamleider en doctoraatsstudent aan de UHasselt. “Ons hoofddoel is om te bewijzen dat we met ons toestel een opgemeten signaal kunnen ontleden in verschillende componenten, en dat we verstoringen ten gevolge van het ruimtestation kunnen wegfilteren. Als we hierin slagen, zullen we met onze technologie de manier waarop magnetometrie in de ruimte wordt uitgevoerd kunnen veranderen."

Synthetische diamanten

De magnetometer bestaat uit verschillende synthetische diamanten uit de labo’s van de UHasselt. “In deze synthetische diamanten verwerken wij kleine atomaire imperfecties, waardoor we ze kunnen gebruiken als ultragevoelige sensoren”, zegt prof. dr. Milos Nesladek, hoofd van de Quantum Photonics onderzoeksgroep aan UHasselt. “Om het signaal dat deze diamanten opvangen te kunnen uitlezen, hebben we in 2015 binnen onze onderzoeksgroep een techniek ontwikkeld, genaamd PDMR (Photoelectric Detection of Magnetic Resonance). Deze techniek, gecombineerd met de kwantummechanische aard van de sensor, zorgt voor een enorme verbetering op vlak van gevoeligheid en prestatie”, aldus Nesladek. De PDMR-techniek zorgt er ook voor dat de sensor een zeer klein formaat heeft. De magnetometer is niet veel groter dan een muntstuk van 1 euro.

Eerdere missie naar de rand van de ruimte

Het OSCAR-team heeft al enige ervaring opgedaan in de ontwikkeling van deze kwantummagnetometer. In 2015 en 2018 heeft het team al testen kunnen uitvoeren in een stratosfeerballon, een ballon die stijgt naar de grens tussen de atmosfeer en de ruimte. “We gebruikten de magnetometer om ruimteweer in kaart te brengen”, zegt Jaroslav Hruby. “De ervaringen die we hier opdeden, hielpen zeker om nu onze plaats binnen het ISS te kunnen bemachtigen.”

Ongelooflijke ervaring

De universiteit is blij met deze unieke kans. Niet alleen zet dit experiment het kwantumonderzoek aan de UHasselt nog meer op de kaart. Ook krijgen de studenten de kans om mee te werken aan en experiment dat hen de rest van hun carrière zal bijblijven. “Het is voor mij nog onwezenlijk dat ik tijdens mijn studie al kan meewerken aan een wetenschappelijk experiment dat vier maanden lang in de ruimte zal uitgevoerd worden”, zegt Maikel Kellens, derde jaar bachelorstudent aan de faculteit Industriële ingenieurswetenschappen. “Zoals nog enkele studenten van onze groep werk ik mee als vrijwilliger binnen dit project, het staat dus in feite los van mijn studie. Maar natuurlijk zal ik deze ervaringen goed kunnen gebruiken in mijn masterthesis en in mijn hele latere carrière.”

(De magnetometer is niet veel groter dan een muntstuk van 1 euro)