Het nieuwe, grote oor van China

Astronomie

China levert dit weekend de grootste radiotelescoop ter wereld op. Het instrument belooft meer inzicht in het heelal. En het staat symbool voor de wetenschappelijke ambities van het land.

De radiotelescoop ligt in een dal, in een afgelegen, geluidsarm gebied. „Er is jaren over gedaan om de meest ideale plek te vinden”, zegt astronoom Richard de Grijs van de Universiteit van Beijing. Foto EPA

Houthakken, jagen, mobiel bellen en zelfs het land bewerken is verboden in de buurt van „het Chinese grote oor”. Dat is de nieuwe en omvangrijkste radiotelescoop ter wereld, die staat in de provincie Guizhou. Het afluisteren van „de woonkamer van de goden”, zoals de hemel daar wordt genoemd, mag onder geen beding gestoord worden. Een hele opgave in lawaaiig China.

Om plaats te maken voor de FAST, de afkorting van de Five-hundred meter Aperture Spherical Telescope, moest ook een kleine volksverhuizing worden georganiseerd. De vijf families in het schotelvormige dal van Jintang zelf verkasten al in 2011, de laatsten van 9.000 boeren in een straal van tien kilometer vertrokken onlangs. Deze zondag wordt de 30 voetbalvelden grote antenne in werking gesteld.

Dankzij relatief royale compensatieregelingen – 1.200 euro per volwassene – én huisvesting in nieuwe appartementen voor de meeste families is de gedwongen verhuizing harmonieus verlopen. Jintang vindt het een hele eer om een bijdrage te leveren aan de vooruitgang, luidt een slogan bij een verlaten gehucht in de buurt van de telescoop.

Geld speelt nauwelijks een rol als het gaat om China op te stoten naar de wetenschappelijke top van de wereld, menskracht ook niet. In amper vijf jaar hebben 12.000 technici de radio-antenne in elkaar gezet tegen een prijs van 160 miljoen dollar, een fractie van de 411 miljard dollar die China dit jaar aan wetenschappelijke projecten en onderzoek zal uitgeven.

Met een diameter van 500 meter overklast de schotelvormige, beweegbare Chinese antenne de Arecibo-telescoop op Puerto Rico. Wanneer er sprake is van ‘first light’, zoals sterrenkundigen het echte speurwerk in het heelal noemen, is nog niet duidelijk. Zondag vindt in ieder geval de oplevering plaats en beginnen technici met het afstellen en testen van de software die ontwikkeld is op een supercomputer.

„FAST heeft de potentie om meer te weten te komen van de 40 miljard onbekende planeten. En wij willen ook de oorsprong van het heelal beter begrijpen”, zegt professor Zheng Xiaonian van het Nationale Astronomische Observatorium van de Chinese Academie voor Wetenschappen, met 45.000 wetenschappers de grootste denktank van China.

Buitenaards leven

Zheng benadrukt dat China internationale samenwerking nastreeft, maar het zou natuurlijk een „trots moment” zijn als het nieuwe Chinese oor voor doorbraken gaat zorgen in een beter begrip van de oerknal, 13,7 miljard jaar geleden, en mogelijk zelfs signalen opvangt van buitenaards leven. De FAST-technologie is overigens grotendeels van Chinese makelij, maar met inbreng van de VS en Australië. Ze wordt beschouwd als een aanvulling en uitbreiding van de capaciteiten van bestaande, kleinere telescopen.

De Nederlandse sterrenkundige professor Richard de Grijs uit Groningen, die onderzoek doet op het Kavli Instituut voor Astronomie en Astrofysica van de Universiteit van Beijing , is nauw betrokken bij de educatieve programma’s die rondom FAST worden opgezet. „Het is tamelijk indrukwekkend wat China daar in Guizhou aan het doen is”, zegt de in Beijing woonachtige De Grijs. FAST zal de gevoeligste en grootste antenne zijn totdat de installatie van de Square Kilometre Array (SKA) in Zuid-Afrika klaar is. Maar de bouw daarvan start volgens de huidige planning pas in 2018, terwijl de oplevering nog decennia op zich kan laten wachten.

„Voor radiotelescopen geldt: hoe groter, hoe beter. Een groter oppervlak kan meer straling ontvangen”, aldus De Grijs die al zeven jaar in China woont en werkt. FAST kan tien maal meer hemel afluisteren dan andere grote radiotelescopen en is vijftig maal gevoeliger.

„De grote omvang van de schotel maakt het mogelijk dat ook de zwakste straling opgevangen kan worden”, vertelt De Grijs. FAST is bovendien een beweeglijk ‘oor’. Door een systeem van kabels en katrollen kan de schotel hoeken van 30 graden maken en als het ware mee bewegen met de golven uit de kosmos. Radiogolven weerkaatsten op de komvormige schotel en worden centraal gebundeld in een punt. Boven dat punt hangt het meetinstrumentarium.

Weinig lawaai en luchtverkeer

Volgens De Grijs is de ligging van FAST ideaal, omdat het dal waarin de schotel ligt op natuurlijke wijze de werking van de schotel vergroot. „Er is jaren over gedaan om de meest ideale plek te vinden.” Ook het feit dat het om een afgelegen gebied gaat met weinig lawaai en luchtverkeer speelt in het voordeel van de Chinese wetenschappers.

Naast tekenen van „niet noodzakelijkerwijs beschaafd buitenaards leven” is hij vooral geïnteresseerd in het onderzoek naar het ontstaan van het heelal en de 40 miljard planeten in de Melkweg – een schatting van de NASA – waar niets over bekend is.

Met projecten als FAST bedrijven de Chinese autoriteiten ook industrie- en onderwijspolitiek. Guizhou, zeer bekend onder buitenlandse toeristen vanwege de karstbergen, is een van de armste provincies. Behalve de sterrenkundigen van FAST worden ook universiteiten en nieuwe data-centra naar de 2.000 kilometer van Beijing gelegen regio gedirigeerd.

„Er is op wetenschappelijk gebied een enorme inhaalslag aan de gang en daar moeten arme provincies ook van profiteren”, weet de hoogleraar, die met de Nederlandse tv-producent René Zeegers de Chinees-Engelse documentaire Signs of Heaven over de geschiedenis van de Chinese astronomie maakt.

Dit jaar geven Chinese overheden en (staats)bedrijven 411 miljard dollar uit aan onderzoek en ontwikkeling. In 2000 gaf China nauwelijks meer uit dan een land als Frankrijk. Maar inmiddels komt China op het internationale scorebord voor nominale uitgaven aan research & development op de tweede plaats, na de VS (475 miljard dollar) en vóór de EU (334 miljard dollar). In het Chinese budget zijn ook de uitgaven voor het civiele ruimtevaartprogramma verwerkt. De militaire ruimtevaartuitgaven zijn geheim.

Er stromen duizenden miljarden dollars naar wetenschapsparken, onderzoekslaboratoria, Chinese Silicon Valley’s en regio’s en stadswijken waar oude fabrieksschoorstenen alleen nog overeind blijven staan als zij kunnen dienen als eerbetoon aan een afgesloten tijdperk. Grote steden zijn met elkaar in een concurrentieslag verwikkeld om budgetten, bewezen slimme breinen en opkomend talent.

,,Je kan je natuurlijk afvragen hoe efficiënt al dat gegooi met geld is; de projecten worden in ieder geval steeds beter uitgevoerd en worden in wetenschappelijk opzicht steeds interessanter’’, zegt De Grijs. „China zal voorlopig niet in staat zijn de VS te overklassen, maar gaat wel toonaangevend worden.”

Zeeschildpadden keren terug

Naast de astronomie en de ruimtevaart stoot China ook op in de gen- en biotechnologie en het medisch en chemisch onderzoek. Het aantal publicaties is gezaghebbende, internationale bladen stijgt ieder jaar. Het aantal publicaties dat ingetrokken moet worden wegens plagiaat overigens ook.

Ook willen steeds meer buitenlandse promovendi – 4.000 in 2015– en in het buitenland werkzame Chinese wetenschappers in China werken. 110.000 Chinese breinen, de zogeheten zeeschildpadden, in de VS, Europa en Japan zijn overgehaald om terug te keren naar het moederland. Zij worden doorgaans uitstekend beloond en kunnen beschikken over indrukwekkende onderzoeksbudgetten. Ze zorgen voor wetenschapsnieuws dat in China bijna altijd voorpaginanieuws is vanwege de propagandistische waarde. De status van topwetenschappers is vergelijkbaar met die van filmsterren.

Enig begrip voor het nationalistische gepoch is wel op zijn plaats. Aan de ingebruikstelling van FAST ging deze maand de lancering van het tweede ruimtelaboratorium, de Tiangong 2, vooraf. Medio oktober wordt dit ‘Hemels Paleis’ gekoppeld aan het bemande ruimtevaartschip Shenzhou 11. Twee Chinese astronauten zullen dan gedurende 30 dagen de langste ruimtereis maken in de jonge geschiedenis van het Chinese ruimtevaartprogramma. Het plan is om vanaf 2022 permanent een bemand laboratorium in de ruimte hebben.

Een nieuwe Chinese supercomputer verdrong onlangs de Tianhe-2 van de eerste plaats op de ranglijst van snelste computers ter wereld. En deze maand loopt in Chengdu de eerste proef ter wereld waarbij patiënten behandeld worden met de modernste techniek om DNA te knippen en te plakken. Gentechnologie, en klonen van koeien en schapen, stuiten in het officieel atheïstische China op minder principiële bezwaren dan in de VS of Europa.

Er is regelgeving, maar die is vaag en volgens het blad Nature totaal ondoorzichtig. Met andere woorden, onderzoekers krijgen veel ruimte om proeven te nemen en met genen te knutselen. In de komende jaren worden de ondergrondse laboratoria voor neutronen-onderzoek en de Pandax Dark Matter-detector verder uitgebreid.

Niet verwonderlijk dat professor Richard de Grijs – en met hem de redacties van bladen als Nature en Science – in de FAST een metafoor zien voor het „verreikende en ver vooruitziende” Chinese wetenschapsbeleid.

Of de boeren in het karstgebergte van Jintang het daar mee eens zijn, is hen niet gevraagd. Zij mogen wel mee doen aan de feestelijkheden op 25 september, een datum die is verheven tot provinciale ‘Astronomische Wetenschapsdag’.