De afgelopen weken is een groep engineers van SRON, Airbus Nederland en NASA bezig geweest om het Nederlandse aerosolinstrument SPEXone te installeren op de PACE-satelliet. PACE doet vanaf 2024 metingen aan oceanen en aerosolen om onder meer de invloed van fijnstof op het klimaat te ontrafelen. Op 23 juni wordt het laatste schroefje aangedraaid en is de integratie officieel voltooid.
Op NASA’s Goddard Space Flight Center in Maryland stond de klimaatsatelliet PACE ongeduldig te wachten op haar eerste meetinstrument. De instrumenten HARP2, OCI en SPEXone gaan het ruimtevaartuig voorzien van een haarscherp blikveld op de aarde om de kleur van de oceanen te meten en de eigenschappen van aerosolen in kaart te brengen. Het Nederlandse SPEXone-instrument—ontwikkeld door SRON en Airbus Nederland met ondersteuning van TNO—neemt samen met HARP2 de aerosolmetingen voor zijn rekening en wordt nu als eerste instrument geïntegreerd op de satelliet.
Aerosolen zijn kleine deeltjes als roet, as en woestijnstof in onze atmosfeer. Ze hebben grote invloed op klimaatverandering en luchtvervuiling, maar hun precieze rol is onvoldoende bekend. Mede hierdoor liggen de opwarmingscenario’s voor het jaar 2100 wel drie graden Celsius uit elkaar. De meeste aerosolen weerkaatsen licht, waardoor ze een afkoelend effect op de aarde hebben. Maar ze kunnen door absorptie ook een opwarmend effect hebben. SPEXone gaat de eigenschappen van aerosolen bepalen, zoals afmeting, samenstelling, vorm en hun absorberend en weerkaatsend vermogen. Het helpt ook het OCI-instrument om de kleur van de oceanen te meten en daarmee de hoeveelheid plankton in de gaten te houden. Daarvoor is namelijk een correctie nodig vanwege aerosolverstrooiing.
Begin 2021 werd in Nederland de laatste hand gelegd aan SPEXone, onder toeziend oog van toenmalig OCW-minister Van Engelshoven, en ging het op transport naar Goddard. Sindsdien heeft het Nederlandse team verschillende tests uitgevoerd om te controleren of het instrument heelhuids is aangekomen en of het de maandenlange opslag heeft overleefd. ‘Maar dit wordt het spannendste moment,’ zegt SRON-engineer Alexander Eigenraam vlak voor vertrek naar Amerika. ‘De uitlijning luistert heel nauw. Het is vooral een precisiewerkje om te zorgen dat hij niet iets gedraaid zit. We monteren SPEXone op een verticale zijde van de satelliet, dus dat maakt het extra lastig. We moeten ook overschakelen op de testsystemen en elektronica van NASA. Dat moet omdat SPEXone vanaf nu gekoppeld is aan de satelliet, en daar mogen geen computers van buitenaf mee verbonden zijn.’
Het Nederlandse SPEXone-instrument is kandidaat om ook onderdeel te worden van de Europese CO2M-satelliet, die de concentraties CO2 in de aardatmosfeer in kaart gaat brengen. Aerosolen beïnvloeden CO2-metingen, dus een aerosolinstrument is nodig voor correcties.
Dutch aerosol instrument SPEXone mounted on NASA’s climate satellite
Over the past few weeks, a group of engineers from SRON, Airbus Netherlands and NASA has been working on installing the Dutch aerosol instrument SPEXone on NASA’s PACE satellite. PACE will conduct measurements on oceans and aerosols to study for example the influence of particulates on the climate. It is scheduled for launch in 2024. On June 23 the last screw is tightened, which officially completes the integration.
At NASA’s Goddard Space Flight Center in Maryland, the climate satellite PACE is waiting impatiently on her first measurement instrument when on June 8th a group of Dutch and American engineers walk into the cleanroom. SPEXone, together with the instruments HARP2 and OCI, will provide the spacecraft with a razor sharp view of the Earth to measure the color of its oceans and map the properties of aerosols. The Dutch SPEXone instrument—developed by SRON and Airbus Netherlands with support from TNO—is responsible for the aerosol measurements together with HARP2 and is now the first instrument to be integrated on the satellite.
Aerosols are small dust particles in the air, such as soot, ash and desert dust. They have a major influence on air pollution and climate change, but their precise role is insufficiently known. That is why scenarios for global warming up to the year 2100 vary approximately 3 degrees Celsius. Most aerosols reflect light and have a cooling effect on the Earth, but they can also have a warming effect due to absorption. SPEXone will map out the properties of aerosols, such as size, shape, composition and absorbing/reflecting power. It also helps the OCI instrument to measure the color of the oceans and thus monitor the amount of plankton. This is because a correction is necessary due to aerosol scattering.
In February 2021, SPEXone was finalized in The Netherlands, in the presence of the Dutch science minister, and was transported to Goddard. Since then, the Dutch team has conducted several tests to verify that the instrument had arrived in one piece and survived months of storage. ‘But this is the most exciting moment,’ says SRON engineer Alexander Eigenraam just before his journey to the US. ‘The alignment needs to be spot on. We especially have to watch out that it is not slightly twisted. We mount SPEXone on a vertical side of the satellite, so that makes it extra difficult. And we need to switch to NASA’s test systems and electronics. This is necessary because SPEXone is now linked to the satellite, and no outside computers are allowed to connect to it.’
The Dutch SPEXone instrument is a candidate to also become part of the European CO2M satellite, which will map the concentrations of CO2 in the Earth’s atmosphere. Aerosols affect CO2 measurements, so an aerosol instrument is needed for corrections.