Big Science, Bright Dreams, of Limburg in de ruimte

Op Corda Campus groeit een ecosysteem dat de economische en technologische toekomst van Limburg mee vormgeeft. Dat verhaal krijgt steeds vaker een naam: de Big Science Hub.

Dirk Selis

Het is bijzonder jammer dat de Italiaanse special effects-kunstenaar Carlo Rambaldi niet meer leeft. Soms zit de kracht van innovatie net in de verbeelding. Rambaldi, wereldberoemd van het iconische beeld van de fiets die voor de maan glijdt in E.T. the Extra-Terrestrial, begreep dat als geen ander. Het is een beeld dat verrassend goed past bij het verhaal dat Limburg vandaag schrijft: een regio die bekendstaat als fietsparadijs, maar tegelijk de blik resoluut op de ruimte richt. Trappend door het landschap en turend naar de sterren. Maar we gaan iets te snel.

CERN
We spoelen even terug naar het jaar 1954. Nabij Genève op de grens van Zwitserland en Frankrijk wordt CERN opgericht, ’s werelds grootste onderzoekscentrum voor deeltjesfysica. De kernvraag van CERN is even eenvoudig als ambitieus: waaruit bestaat het universum, en hoe werkt het op het meest fundamentele niveau? Om dat te onderzoeken, bestuderen fysici de kleinste bouwstenen van materie, elementaire deeltjes zoals quarks en elektronen. Dat gebeurt met gigantische installaties, waarvan de bekendste de Large Hadron Collider (LHC) is, een ondergrondse ring van 27 kilometer lang waarin deeltjes bijna aan de lichtsnelheid op elkaar botsen. Door die botsingen proberen wetenschappers nieuwe deeltjes en natuurwetten te ontdekken. In 2012 leidde dat bijvoorbeeld tot de bevestiging van het Higgsboson, waarbij een minuscuul deeltje bewijst dat er een onzichtbaar veld bestaat in het hele universum. Dat veld, het Higgsveld, zorgt ervoor dat andere deeltjes massa krijgen. Zonder dat veld zou niets gewicht hebben en zouden atomen, en dus wijzelf, niet bestaan.

“Maar CERN, dat geldt als hét archetype van Big Science, is meer dan fundamenteel onderzoek alleen”, legt Maxime Corvilain, Big Science Hub Manager van POM Limburg, uit. “Het is ook een motor van innovatie. Technologieën die daar ontstaan, vinden ook hun weg naar de samenleving. Zo werd het World Wide Web oorspronkelijk ontwikkeld om wetenschappers wereldwijd beter te laten samenwerken, vandaag is het de ruggengraat van onze digitale samenleving. Ook in de geneeskunde laat CERN zijn sporen na: technieken uit de deeltjesfysica liggen mee aan de basis van geavanceerde beeldvorming, van PET-scans tot andere precisiediagnostiek die levens redt. En in een tijdperk waarin data het nieuwe goud zijn, speelt CERN al decennia een voortrekkersrol in grootschalige data-analyse, een fundament waarop vandaag ook artificiële intelligentie verder bouwt. Wat begint als fundamenteel onderzoek naar de kleinste deeltjes, groeit zo uit tot technologie die de wereld tastbaar verandert. Voor landen zoals België is CERN bovendien economisch relevant, omdat bedrijven kunnen meewerken aan projecten, onderdelen leveren of technologieën valoriseren.”

“Terug naar ons land”, gaat Corvilain verder. “Vlaanderen heeft een half miljard gereserveerd voor de bouw van de Einsteintelescoop. België zit samen al aan 700 miljoen en betaalt CERN jaarlijks 33 miljoen euro. Voor ESA is er recent vanuit federaal niveau opnieuw een budget van een miljard voorzien voor een periode van vijf jaar. Dus per hoofd investeren wij als land heel veel in die grote Big Science-projecten. Wat is dan belangrijk? Als je zoveel geld investeert, moet er natuurlijk ook een return zijn. Dat mag niet alleen dienen om pure fundamentele inzichten te creëren, wat uiteraard de hoofdopzet is, maar je moet ervoor zorgen dat die kennis gevaloriseerd wordt naar tastbare producten, diensten of opdrachten voor bedrijven.”

‘Limburg staat al jaren bekend als fietsparadijs, maar groeit stilaan uit tot een broedplaats waar technologie uit ruimtevaart, deeltjesfysica en telescopen haar weg vindt naar concrete toepassingen.’

Maxime Corvilain, POM Limburg

“Limburg wil eigenlijk uitgroeien tot het valorisatiecentrum van Big Science voor heel België”, zegt Corvilain. “Dat is de hoofddoelstelling. Niet alleen bekend van het fietsroutenetwerk, maar ook de plek waar technologie uit ruimtevaart, deeltjesfysica en telescopen vertaald wordt naar toepassingen. Dat soort langetermijnvalorisatie willen we met die Big Science Hub realiseren.”

Economische return
Iemand die over die valorisatie waakt, is de Leuvense kernfysicaprofessor Thomas Cocolios. “Voor mijn onderzoek ga ik regelmatig naar CERN. Daar produceren we radioactieve isotopen om hun eigenschappen te bestuderen. Omdat ik de organisatie al wat kende, werd ik gevraagd als vertegenwoordiger voor Vlaanderen binnen het CERN Knowledge Transfer Forum. Dat is een soort waakhond die opvolgt welke technologische ontwikkelingen in CERN potentieel interessant zijn voor toepassingen in de lidstaten. België heeft daar twee vertegenwoordigers: één voor Vlaanderen en één voor de Franstalige gemeenschap. Ik vertegenwoordig Vlaanderen.” Zijn rol is duidelijk: bruggen bouwen. “Ik kijk welke onderzoeksresultaten relevant kunnen zijn voor Vlaanderen. Want vandaag zien we een scheeftrekking: landen zoals Frankrijk, Zwitserland en Italië, die dicht bij CERN liggen, halen een veel grotere economische return uit hun investeringen. België investeert meer dan het terugkrijgt, en dat is eigenlijk niet normaal.”

‘Wat vandaag misschien abstract lijkt, kan morgen essentieel worden. Daarom moeten we durven investeren op lange termijn.’

Professor Thomas Cocolios, KU Leuven

Hoewel er vaak inspanningen gebeuren om bedrijven richting CERN te leiden, blijft dat volgens Cocolios eerder beperkt. “Je kan het paard naar de rivier brengen, maar het moet ook willen drinken. Daarom is kennisoverdracht zo belangrijk: daarmee kan je méér terughalen dan je initieel investeert.” Die gedachte vormde ook de basis voor de samenwerking met Limburg. “Via gesprekken rond de Einsteintelescoop ben ik in contact gekomen met Maxime Corvilain”, gaat professor Cocolios verder. “Samen zijn we beginnen nadenken over hoe we zo’n Big Science Hub kunnen uitbouwen. Het gaat daarbij niet alleen over de Einsteintelescoop, maar ook over technologieën uit bijvoorbeeld de ruimtevaart, zoals die van de European Space Agency.” De essentie? Ecosystemen verbinden. “Het idee is om een rechtstreekse link te maken tussen instellingen zoals CERN en de technologische clusters in Limburg. Als er een vraag komt uit Vlaanderen, kan die rechtstreeks bij CERN terechtkomen, en omgekeerd.”

Van pandemiemodellen tot medische toepassingen
Die samenwerking kan zeer concreet worden. “Een voorbeeld: binnen het Data Science Institute wil men simuleren hoe een pandemie zich verspreidt over zes miljoen Vlamingen”, zegt Cocolios. “CERN heeft rekenmodellen ontwikkeld die systemen met miljoenen entiteiten kunnen analyseren. Die technologie kan dus rechtstreeks toegepast worden op zo’n vraagstuk in Vlaanderen.” Ook in de gezondheidszorg liggen kansen. “CERN ontwikkelt bijvoorbeeld compacte deeltjesversnellers die in ziekenhuizen gebruikt kunnen worden voor therapie. Daarnaast is er expertise rond data-analyse, medische beeldvorming en het combineren van complexe datasets.” Soms leiden onverwachte toepassingen tot doorbraken. “CERN ontwikkelde een uiterst nauwkeurig tijdsynchronisatiesysteem om een versneller van 27 kilometer perfect te laten functioneren”, vertelt Cocolios. “Die technologie wordt vandaag gebruikt op de beurs van Frankfurt om fraude te voorkomen. Dat toont hoe fundamenteel onderzoek plots heel concrete economische toepassingen krijgt.”

Nu is de uitbouw van de Big Science Hub geen toevallige evolutie, maar het resultaat van gerichte beleidskeuzes. In de beleidsvisie 2026–2030 van gedeputeerde van Economie en voorzitter van POM Limburg Tom Vandeput wordt de Big Science Hub expliciet gepositioneerd als een van de belangrijkste hefbomen voor de verdere ontwikkeling van de Limburgse kenniseconomie.

Een cruciale factor in dat verhaal is de mogelijke komst van de Einsteintelescoop naar de Euregio Maas-Rijn. Dit prestigieuze Europese onderzoeksproject, gericht op het detecteren van zwaartekrachtgolven, gaat gepaard met miljardeninvesteringen en een langdurige aanwezigheid van wetenschappelijke en industriële activiteiten. Voor Limburg betekent dat niet alleen internationale zichtbaarheid, maar ook een structurele verankering in het Europese onderzoekslandschap. De voorbereidingen zijn intussen volop aan de gang. Bedrijven worden gescreend en begeleid om zich te positioneren in de toekomstige waardeketen, onderzoeksinstellingen bouwen expertise op en er wordt actief ingezet op internationale samenwerking.

‘Je bouwt een Einsteintelescoop niet voor de graafwerken of tijdeljike jobs. De echte waarde zin in menselijk kapitaal: talent aantrekken en een ecosysteem creëren waarin kennis en bedrijven elkaar voortdurend versterken.’

Hans Plets, CEO Einsteintelescoop Vlaanderen

“We hebben vandaag in België eigenlijk nog geen volwaardige Big Scienceinfrastructuur”, zegt Hans Plets, CEO Einsteintelescoop Vlaanderen. “Er zijn initiatieven in opbouw, maar niets op de schaal die echt een langdurige impact kan genereren. Met de Einsteintelescoop willen we daar verandering in brengen. Je bouwt zo’n infrastructuur niet voor de graafwerken of de tijdelijke jobs. Dan kan je evengoed een brug of tunnel aanleggen. De echte waarde zit in de lange termijn: in het optillen van het menselijk kapitaal, in het aantrekken van talent en in het creëren van een ecosysteem waarin kennisinstellingen en bedrijven continu met elkaar in interactie staan.”

Investeren op lange termijn
“Het is een investering die zich laat vergelijken met een langetermijnportefeuille”, gaat Hans Plets verder. “Niet gericht op snelle winst, maar op duurzame groei. Big Science-projecten evolueren immers voortdurend, met upgrades die decennialang doorgaan en telkens nieuwe innovatiekansen creëren. Die dynamiek levert vandaag al tastbare resultaten op. Neem nu de samenwerking tussen het internationaal staalbedrijf Aperam en metaalbewerkend engineeringbedrijf Werkhuizen Hengelhoef. Zij ontwikkelen samen een innovatieve lasrobot die ondergrondse buizen moet kunnen construeren voor de kilometerslange tunnels van de telescoop. Omdat die tunnels bochten bevatten, kunnen klassieke prefab-oplossingen niet worden gebruikt. De oplossing: staalrollen die ondergronds worden afgewikkeld en ter plaatse worden gelast door een gespecialiseerde robot.”

“Het mooie is dat zo’n technologie niet beperkt blijft tot één project”, gaat Plets verder. “Die kan nadien ook in andere sectoren ingezet worden. Precies daar zit de kern van de socio-economische return: innovaties die ontstaan vanuit één groot wetenschappelijk project, maar een veel bredere industriële toepassing krijgen.”

‘Het idee is om universiteiten, bedrijven en studenten samen te brengen in één ecosysteem. Studenten werken hier aan echte projecten, bedrijven leveren expertise en universiteiten zorgen voor kennis. Iedereen wint.’

Professor Jaroslav Hruby, UHasselt

Ook op internationaal vlak tekent zich die wisselwerking al af. De samenwerking met CERN is daarbij essentieel. “Wij hebben bijvoorbeeld een van de grootste vacuümsystemen ter wereld nodig”, gaat Hans Plets verder. “CERN heeft daar decennialange ervaring mee. Dus in plaats van alles zelf te ontwikkelen, werken we rechtstreeks samen met hun experten.” Die samenwerking werkt in twee richtingen. Waar Limburg kennis en projecten opbouwt, kan CERN inspelen op fluctuaties in zijn eigen werkvolume. “Dat creëert een soort win-win. Wij leren van hun expertise, zij kunnen efficiënter omgaan met hun capaciteit.”

Internationaal ruimtestation
Een Big Science Hub draait echter niet alleen om infrastructuur en bedrijven, maar evenzeer om mensen. De ontwikkeling van talent is een essentieel onderdeel van het ecosysteem. Zonder goed opgeleide ingenieurs, onderzoekers en technici kan geen enkele kenniseconomie duurzaam groeien. Het OSCAR-project van professor Jaroslav Hruby aan UHasselt is daar een sprekend voorbeeld van. “OSCAR is een interdisciplinair studententeam dat zich richt op de ontwikkeling van een nieuw type magnetische sensoren, gebaseerd op diamanttechnologie en kwantumprincipes, specifiek voor toepassingen in de ruimte”, antwoordt de Tsjechische gastprofessor Jaroslav Hruby van UHasselt wanneer we hem vragen om een elevator pitch.

Die sensoren werden gebruikt tijdens een expeditie naar de Noordpool om het noorderlicht te observeren. Het instrument kon magnetische fluctuaties detecteren die door het noorderlicht werden veroorzaakt en onderzoekers waarschuwen wanneer deze zich voordeden. Later koppelde het team deze technologie aan op diamanten gebaseerde kwantumsensoren, wat extreem nauwkeurige metingen mogelijk maakt. Sindsdien is het project doorgegaan met de ontwikkeling van draagbare, op diamanten gebaseerde sensoren. Een belangrijke mijlpaal werd bereikt in 2021-2022, toen hun apparaat een jaar lang operationeel was op het internationale ruimtestation ISS.

“Via ESA zijn we in de ruimtevaart terechtgekomen”, zegt professor Hruby. “ESA heeft een educatief programma dat inzet op hands-on-projecten voor studenten. Wij hebben ons in 2015–2016 aangemeld via het REXUS-BEXUSprogramma. Dat werd ons eerste project. Daarna volgde een tweede ballonvlucht, en later kregen we de kans om een experiment naar het internationaal ruimtestation te sturen. Sindsdien werken we continu samen met ESA. Na het succes van de OSCAR QUBE-missie op het ISS werden we zelfs benaderd door jonge ESA-professionals. Zij namen ons mee op hun missie aan boord van de eerste vlucht van Ariane 6 in de zomer van  2024. Daar hebben we magnetische velden gemeten tijdens de vlucht, met toepassingen voor navigatie.”

“Ondertussen bestaat OSCAR bijna tien jaar, en in die tijd hebben we enorm veel geleerd”, gaat professor Hruby verder. “Niet alleen technisch, maar ook hoe je een ecosysteem bouwt. Wat we geleerd hebben, is toepasbaar in andere domeinen zoals energie of biologie. Aan UHasselt gebeurt veel onderzoek met potentieel voor ruimtevaart. Tegelijk zijn er bedrijven die kunnen bijdragen of baat hebben bij die technologie. Het idee is om universiteiten, bedrijven en studenten samen te brengen in één ecosysteem. Studenten werken hier aan echte projecten, bedrijven leveren expertise en universiteiten zorgen voor kennis. Iedereen wint.”

“Ruimtevaart dwingt ons om nieuwe technologieën te ontwikkelen”, zegt professor Hruby. “En oplossingen voor problemen in de ruimte helpen vaak ook op aarde, denk aan waterbeheer of grondstoffen. Onze technologie kan gebruikt worden voor geologisch onderzoek, bijvoorbeeld om mineralen te detecteren. En net nu de nieuwe NASA-baas Jared Isaacman zijn prioriteiten herschikt en permanent op de maan wil verblijven… Te weten: op de maan is onze knowhow cruciaal.

Je kan niet alles van de aarde meenemen, en grootschalige mijnbouw is moeilijk. Maar er liggen wel gesteenten met bruikbare materialen. Alles ligt onder een laag stof, dus je ziet niet wat het is. Maar via magnetische velden, die gelinkt zijn aan die materialen, kan je dat detecteren. Onze sensoren kunnen ook helpen bij navigatie. Op de maan heb je geen gps, maar je kan wel het magnetisch veld in kaart brengen en daarop navigeren. En omdat onze sensoren zo klein zijn, zijn ze perfect integreerbaar in compacte systemen.”

En ergens, als je het zo bekijkt, klopt het beeld van die fiets voor de maan opnieuw. Limburg trapt vooruit, met beide voeten stevig op de pedalen, maar met de blik resoluut gericht op de sterren.