Aaldert van Amerongen hoofd aardobservatieprogramma
Nederlands ruimtevaartonderzoek heeft internationale allure, zegt fysicus Aaldert van Amerongen die meebouwde aan SPEXone.
Als kind bouwde Aaldert Van Amerongen vaak met ruimtelego. Nu is hij hoofd van het aardobservatieprogramma van het Leidse ruimteonderzoeksinstituut SRON, waar veel van zijn collega’s nog steeds ruimtelego op hun bureaus hebben liggen. De afgelopen jaren bouwde Van Amerongen (46) mee aan een Nederlands meetinstrument, SPEXone, dat vastzit aan NASA’s pas gelanceerde klimaatsatelliet PACE. SPEXone (14 miljoen euro, 3,5 jaar ontwikkeltijd) moet kleine deeltjes meten die in de aardatmosfeer rondwarrelen, aerosolen, om klimaatmodellen te verfijnen.
De satelliet – met het Nederlandse instrument – werd in de vroege ochtend van 8 februari op een Falcon 9-raket van Space X gelanceerd vanaf Cape Canaveral in Florida. Het was toen nog pikdonker. Zó donker dat Van Amerongen en zijn collega’s het vuur van de ontbrandende raketmotoren op ruim tien kilometer afstand goed konden zien. De tribunebanken waar ze op zaten trilden. Gespannen keken de Nederlandse ingenieurs toe hoe hun instrument naar de ruimte vertrok, maar al snel verdween de raket achter de wolken.
De lancering verliep soepel. Al ongeveer een kwartier na vertrek kwam PACE aan in een baan om de aarde op 677 kilometer hoogte. Weer een kwartier later klapten volgens plan de zonnepanelen uit.
En toen een week na de lancering het aanzetten en testen van SPEXone met commando’s vanuit Maryland ook goed ging, was Van Amerongen opgelucht, maar niet verbaasd. Nederland heeft veel ervaring met het bouwen van optische meetinstrumenten zoals microscopen en telescopen (als SPEXone), vertelt hij lopend door het moderne, vierkante SRON gebouw in Leiden. „Wij maken niet veel fouten meer, dat hebben we in het verleden al gedaan. In plaats van in verschillende dingen een beetje goed, zijn wij in Nederland in één ding heel goed.”
Aan een draad aan het plafond van SRON hangt het glimmende aluminium-model van PACE, tussen andere modellen van satellieten waar Nederland aan meebouwde.
PACE staat voor plankton, aerosolen, wolken en oceaan ecosysteem. Dat zijn de dingen die de satelliet gaat bestuderen om iets te onthullen over het klimaat op aarde, de aardatmosfeer en de gezondheid van de oceanen. Om dat te doen heeft PACE drie wetenschappelijke instrumenten aan boord.
Een van die instrumenten is dus de Nederlandse SPEXone, die aan de zijkant zit gemonteerd. Eenmaal aangekomen op zijn werkplek bij SRON haalt Van Amerongen een model op schaal van het instrument uit een zwarte koffer. Het metalen blok is iets groter dan een schoenendoos en uit de onderkant steken vijf kleine telescopen.
Terwijl de satelliet voorwaarts beweegt, meten die vijf telescopen onder verschillende hoeken hoe aerosolen zonlicht terugkaatsen naar het instrument. Een lichtstraal bestaat uit golven die verschillende richtingen op rimpelen: horizontaal, verticaal en alles daartussen. Die rimpelrichting heet polarisatie. De polarisatie, kleur en intensiteit van het weerkaatste licht zeggen iets over de eigenschappen van de aerosolen.
Waarom aerosolen?
„Die deeltjes vormen een van de grootste onzekerheden in klimaatmodellen. Aerosolen beïnvloeden de temperatuur op aarde op verschillende manieren. Sommige deeltjes koelden de aarde door zonlicht te weerkaatsen dat anders de aarde zou hebben verwarmd. Andere aerosolen zorgen juist voor opwarming door zonlicht te absorberen. Ook beïnvloeden aerosolen de eigenschappen van wolken. Hoe meer aerosolen, hoe witter de wolk, hoe meer zonlicht de wolk weerkaatst. Dat heeft een verkoelend effect. Maar hoe sterk verschillende soorten aerosolen het klimaat beïnvloeden, is nog niet duidelijk.
„Door gegevens over aerosolen te combineren met informatie over wolken van een ander instrument op PACE en over de temperatuur op aarde, kunnen we iets leren over het effect van verschillende deeltjes op het klimaat. Met die kennis kunnen we vervolgens onze klimaatmodellen verfijnen.
„Daarbij, volgens de Wereldgezondheidsorganisatie sterven ieder jaar vier miljoen mensen wereldwijd vroegtijdig door vervuilde lucht. Als we weten welke soorten aerosolen op een bepaalde plek rond dwarrelen, kunnen overheden gerichter regels maken om de uitstoot van bepaalde soorten aerosolen terug te dringen.”
Hoe werkt het bouwen van een instrument zoals SPEXone?
„Het leukst is de eerste fase, het voorlopige ontwerp. Voor SPEXone zaten we iedere dag met zo’n vijf mensen met verschillende kennis in een kleine kamer. Als een mechanicus ergens een schroef wil plaatsen, zegt een opticus nee dat kan niet, want dan blokkeert die schroef de lichtinval. Daarna kwam de testfase. Tijdens de lancering moest SPEXone heftige trillingen en schokken doorstaan. Om te kijken of alles goed vastzit, zetten we het instrument op een plaat en tegen die plaat knallen we een pendule. We testten ook of het instrument goed werkte onder extreme kou en hitte. In de ruimte houdt een kleine radiator SPEXone op kamertemperatuur, maar als er iets misgaat met de satelliet waardoor de radiator uitvalt, dan wordt de kant van de satelliet die naar de zon gericht staat heel heet en de kant die naar de diepe ruimte kijkt juist extreem koud.
„Het gekke is, dat ik tijdens de bouw het instrument vaak in mijn handen heb gehad. En nu vliegt hij daar in de ruimte.”
Waarom is het belangrijk voor Nederland om mee te doen aan internationale ruimtevaart?
„Het is belangrijk om te laten zien dat wetenschapsfinanciering impact heeft. Met ruimtevaartonderzoek, zoals de ontwikkeling van SPEXone, voegen we echt iets concreets toe aan klimaatwetenschap.”
Plots springt Van Amerongen omhoog uit zijn stoel. Blij steekt hij twee duimen op naar een collega die voorbij loopt. Van Amerongen vertelt dat hij even eerder hoorde dat SRON groen licht kreeg van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA voor het bouwen van twee nieuwe satellieten, TANGO. Die moeten samen vanaf 2027 de uitstoot van broeikasgassen meten.
De eerste Nederlandse satellieten waren bedoeld voor sterrenkundig onderzoek, tegenwoordig kijken steeds meer satellieten naar de aarde. Waarom is dat?
„In 1995 werd de eerste aardobservatiesatelliet waar Nederland aan meebouwde gelanceerd. Die satelliet heet GOME en keek naar ozon. Er komen steeds meer satellieten die naar de aarde kijken bij, iets wat overigens wereldwijd gebeurt. Dat komt doordat we steeds beter inzien hoe handig satellieten zijn bij het beantwoorden van klimaatvraagstukken. Mijn afdeling heeft daarom extra financiering gekregen. Met een satelliet kun je de hele wereld in korte tijd scannen. Klimaatmodellen worden vandaag de dag vooral gevoed met gegevens van satellieten.”
Aaldert van Amerongen (Amsterdam, 1978) studeerde experimentele natuurkunde aan de Universiteit van Amsterdam. In 2008 promoveerde hij aan diezelfde universiteit op de quantumeffecten van atomen. Daarna begon hij bij SRON waar hij optische instrumenten ontwikkelde.
Source: NRC