Afgelopen vrijdag werd hij vol trots gepresenteerd: de SPEXone, een meetinstrument van Nederlandse makelij, dat aerosolen gaat meten vanuit de ruimte.

 

Update: 

De lancering is twee keer uitgesteld wegens weersomstandigheden, maar uiteindelijk is de PACE-satelliet met de SPEXone aan boord op 8 februari om half 8 's ochtends in een baan om de aarde gebracht door een Falcon 9 van het ruimtevaartbedrijf SpaceX. 


Dinsdag 6 februari schiet NASA hem de ruimte in: de satelliet PACE met aan boord het in Nederland ontworpen en gebouwde meetinstrument SPEXone. Dit apparaat gaat de aanwezigheid en eigenschappen meten van minuscule deeltjes (aerosolen) in de atmosfeer. Wetenschappers hopen dankzij deze metingen de impact van aerosolen op de temperatuur op aarde beter te gaan begrijpen.

De SPEXone is het resultaat van een publiek-private samenwerking tussen ruimtevaartorganisatie SRON, de Nederlandse vestiging van Airbus en onderzoeksinstelling TNO. Afgelopen vrijdag werd het instrument in aanwezigheid van demissoinair minister Robbert Dijkgraaf van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap aan belangstellenden gepresenteerd bij SRON in Leiden.
 

Afkoeling en opwarming door deeltjes

Aerosolen zijn kleine deeltjes in de atmosfeer, waaronder zeezout, fijnstof en de roetdeeltjes die vrijkomen bij (bos)branden en bij de verbranding van fossiele brandstoffen. Omdat deze deeltjes zonlicht weerkaatsen, hebben de meeste een verkoelend effect op het klimaat. Daarnaast fungeren ze als condensatiekern voor waterdruppeltjes en maken daarmee wolken reflectiever. Ook dat leidt tot afkoeling. Aerosolen kunnen echter ook warmte absorberen, waardoor de temperatuur op aarde juist stijgt.

Dat aerosolen netto een afkoelend effect hebben is duidelijk, maar hoe groot de invloed van de deeltjes is, is nog altijd niet goed bekend. Het effect van aerosolen op de temperatuur geldt als de grootste onzekerheidsfactor in klimaatscenario’s voor de toekomst.
 

Spectrum en polarisatie

Hierin moeten de metingen van SPEXone verandering brengen. Het instrument vangt het licht op dat de aerosolen reflecteren en meet hiervan het spectrum (de intensiteit van de verschillende lichtfrequenties) en de polarisatie (de trillingsrichting van de elektromagnetische straling).

Hiermee kan het niet alleen bepalen hoeveel aerosolen zich op een bepaalde plek bevinden, maar ook onderscheid maken tussen verschillende soorten deeltjes. SPEXone bepaalt eigenschappen als afmeting, samenstelling, vorm en absorberend of weerkaatsend vermogen. Door deze metingen te koppelen aan gegevens over bijvoorbeeld wolken en temperatuur, hopen de onderzoekers het verband tussen afkoeling en aerosolen straks beter te doorgronden.
 

Matroesjka

De SPEXone is 10 bij 20 bij 30 centimeter, bestaat voornamelijk uit aluminium en titanium, en weegt vijftien kilogram. Het instrument observeert de aarde met een telescoop die in vijf richtingen kijkt en het licht dus onder verschillende hoeken opvangt.

Om ruimte te besparen zit elk instrument ín een ander instrument: de spectrometer herbergt de telescoop, de telescoop herbergt de polarisatiemeter. ‘We noemen haar wel eens liefkozend Matroesjka’, vertelt Wencke van der Meulen van Airbus Netherlands, verwijzend naar het houten Russische poppetjes met daarin steeds kleinere in elkaar passende versies van zichzelf.

Het apparaat is in drie en een half jaar ontworpen en gebouwd, nadat daar in 2019 groen licht voor werd gegeven..
 

Engineers van SRON en Airbus Netherlands monteren het SPEXone-ruimteinstrument op de PACE-satelliet bij NASA. Foto: NASA

Spannend?

De lancering is dinsdag om half acht ‘s ochtends (Nederlandse tijd) vanaf het Kennedy Space Center in Florida. ‘Over 3 dagen, 15 uur en 30 minuten’, zoals de afteller vrijdag (minutenlang) liet zien.

Maar is het niet wat voorbarig – een pre-launch-feestje nog voor bekend is of die lancering geslaagd is? ‘Een lancering is altijd spannend. Maar deze is niet heel ingewikkeld en voor het instrument geldt dat we alles door en door hebben getest’, zegt Aaldert van Amerongen, hoofd aardobservatie bij SRON. 'Ik heb er wel vertrouwen in.'

 

Steeds preciezer

Op de vraag wat er in een volgende versie van SPEXone beter kan, antwoorden de wetenschappers dat ze het liefst nóg preciezere aerosolenkaarten zouden maken. De pixels op de kaarten die SPEXone nu maakt, hebben een oppervlak van 4,6 bij 5,4 kilometer.  

En of de resultaten uiteindelijk invloed zullen hebben op het klimaat- en milieubeleid? ‘Roet en fijnstof is slecht voor de luchtkwaliteit’, zegt projectleider SPEXone Otto Hasekamp van SRON. ‘Om de aarde af te koelen moeten we dus niet meer aerosolen uitstoten, maar minder CO2.’

‘De onzekerheden in de wetenschap zijn de mazen waardoor de politiek kan zwemmen’, voegt Dijkgraaf daar enigszins cryptisch aan toe. Laten we het erop houden dat het voor politici makkelijker sturen is, als bekend is waar dat toe leidt.


Openingsbeeld: NASA GSFC