DSC04375 min

Wim van der Hoek Award voor Dennis Struver (TU Eindhoven)

Prijs voor betere meting van zwaartekrachtgolven

Tijdens de 21e editie van de Precisiebeurs, dit jaar voor de tweede keer in Den Bosch gehouden, werd onder auspiciën van DSPE (Dutch Society for Precision Engineering) de Wim van der Hoek Award uitgereikt. De prijs ging naar Dennis Struver, die bij JPE in Maastricht-Airport een actief trillingsisolatiesysteem voor cryogene toepassing ontwierp en daarop afstudeerde aan de TU Eindhoven (TU/e). Dit systeem werkt bij extreem lage temperaturen om een detector voor zwaartekrachtgolven nog beter en gevoeliger te maken. Volgens de jury is zijn ontwerp een “best practice” van de constructieprincipes voor nauwkeurig bewegen en positioneren in de geest van Wim van der Hoek. “Vooral het slim in elkaar vouwen van de constructie vanwege de beperkte ruimte en het toepassen van een rechtgeleiding uit één stuk zijn mooie staaltjes innovativiteit.”

Op de tweede dag van de Precisiebeurs, op donderdagmiddag 17 november in Den Bosch, verzorgde DSPE de uitreiking van de Wim van der Hoek Award. Deze prijs – ook wel Constructeursprijs genoemd – werd in 2006 ingesteld ter gelegenheid van de tachtigste verjaardag van nestor in de constructieprincipes Wim van der Hoek (1924-2019). De Constructeursprijs wordt jaarlijks uitgereikt voor het beste afstudeerwerk op het gebied van het construeren in de werktuigbouwkunde aan de technische universiteiten en hogescholen in Nederland en België. Aan deze prijs zijn verbonden een oorkonde, een trofee gemaakt door de Leidse instrumentmakers School en een geldbedrag, gesponsord door TU/e-instituut EAISI.

Vijf nominaties

Criteria bij de beoordeling van de afstudeerverslagen zijn kwaliteit van het ontwerp, onderbouwing en innovativiteit, alsmede de geschiktheid voor gebruik in het onderwijs in de constructieprincipes. De jury, onder voorzitterschap van DSPE-bestuurslid Jos Gunsing (MaromeTech), ontving vijf nominaties, ingediend door de afstudeerbegeleiders/hoogleraren van de betreffende studenten. Ze waren afkomstig van Avans Hogeschool in Breda, Fontys Hogeschool Engineering in Eindhoven, KU Leuven (België), TU/e en Universiteit Twente.

Zwaartekrachtgolven nog gevoeliger meten

De Wim van der Hoek Award 2022 ging uiteindelijk naar Dennis Struver, die Werktuigbouwkunde studeerde aan de TU/e. Hij studeerde dit voorjaar af op het ontwerp van een trillingsisolatiesysteem voor toepassing onder cryogene omstandigheden. Dit systeem kan een detector voor zwaartekrachtgolven nog beter en gevoeliger maken. Zwaartekrachtgolven zijn voorspeld door de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein. Astronomen bestuderen deze zeer zwakke signalen die in het diepe heelal ontstaan, bijvoorbeeld als twee zwarte gaten op elkaar botsen. Pas sinds 2015 zijn directe metingen mogelijk met kilometerslange detectoren die in de VS en Italië zijn gebouwd. Momenteel wordt in Europa gewerkt aan een opvolger die – mede dankzij Struver’s ontwerp – nog gevoeliger moet kunnen meten en dus nog meer zwaartekrachtgolven kan detecteren. Dat is de Einstein Telescope, waarvoor de locatie nog niet is bepaald. Een van de kandidaten is de driehoek Maastricht-Aken-Luik, waar de detector in de mergel zou moeten worden aangelegd, diep onder grond, afgeschermd van alle verstoringen door het bovengrondse leven.

Goed doordacht ontwerp

De Einstein Telescope moet z’n verbeterde gevoeligheid onder meer krijgen door bij ultralage temperaturen te werken. Dat vereist koeling, maar commercieel verkrijgbare cryokoelers produceren ruis die de meting verstoort. Struver ontwierp een cryogene actieve trillingsisolator die het effect van de ruis moet tegengaan. “Een zeer elegant ontwerp”, aldus de jury. “Dennis heeft laten zien perfect in staat te zijn om met een innovatief mechanisch en mechatronisch ontwerp te komen, inclusief regeling, en dit te analyseren op kritische aspecten. Voor een goed doordacht ontwerp heeft hij veel ontwerpprincipes bekeken en de uiteindelijke toepassing gecombineerd met thermische ontkoppeling van het systeem, om opwarming door de omgeving te voorkomen. Hij heeft een groot inventief en analytisch vermogen en werkt zeer zelfstandig, hoewel hij ook mensen weet te benaderen voor relevante input.”

Slim vouwen

Volgens de jury is Struver’s ontwerp een “best practice” van de constructieprincipes voor nauwkeurig bewegen en positioneren in de geest van Wim van der Hoek. “Vooral het slim in elkaar vouwen van de constructie vanwege beperkte ruimte en het toepassen van een rechtgeleiding uit één stuk zijn mooie staaltjes innovativiteit.” Vanwege de late levering van componenten kon hij helaas het complete systeem niet op tijd bouwen om er testen mee uit te voeren. Na afronding van zijn afstudeerwerk heeft hij later op eigen initiatief alsnog testen gedaan. De jury waardeert deze inzet.

Cirkel rond

Struver voerde zijn opdracht uit bij JPE in Maastricht-Airport. Dit precisietechnologische bedrijf is onder meer gespecialiseerd in het ontwikkelen van wetenschappelijke instrumenten die bij cryogene temperaturen werken, bijvoorbeeld in een satelliet in de ruimte, in een telescoop bovenop een hoge berg, of in een zwaartekrachtdetector onder de grond. JPE-oprichter Huub Janssen was begin jaren tachtig een van de laatste afstudeerders bij Wim van der Hoek, die naast zijn werk bij Philips ook een aanstelling had als deeltijdhoogleraar aan de TU/e. Met de naar Van der Hoek vernoemde prijs voor Dennis Struver is de cirkel nu rond.