Aerosolen zijn kleine deeltjes in de atmosfeer, zoals roet, as en woestijnstof. Ze hebben grote invloed op klimaatverandering en luchtvervuiling, maar hun precieze impact is onduidelijk. Hierdoor liggen de scenario’s voor klimaatopwarming voor het jaar 2100 meerdere graden 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.
Klimaatmodellen
Het ruimteinstrument SPEXone gaat de eigenschappen van aerosolen bepalen, zoals grootte, samenstelling, vorm en hun absorberend en weerkaatsend vermogen. ‘Zo kunnen we beter in kaart brengen welk fijnstof in de atmosfeer zit en hoe sterk hun effect is op de wereldwijde temperatuur', zegt Otto Hasekamp (SRON). ‘Daarmee verkleinen we de marges in klimaatmodellen en kan de wetenschap scherper voorspellen wat er gebeurt gegeven een bepaalde broeikasgasuitstoot.’ Deze modellen liggen aan de basis van internationaal beleid rond klimaatverandering.
Wolkvorming
Aerosolen beïnvloeden het klimaat ook door hun interactie met wolken. Hasekamp: ‘Water kan condenseren op aerosol-deeltjes waardoor wolkendruppels ontstaan. Als er meer aerosolen zijn, zijn er ook meer wolkendruppels en dit zorgt ervoor dat wolken meer licht reflecteren. Dat geeft dus een afkoelend effect.' Niet alle aerosolen zijn even geschikt om een wolkendruppel te vormen. Met SPEXone krijgen we hier meer zicht op. Vervolgens kijken de onderzoekers ook naar de relatie tussen de hoeveelheid aerosolen (instrument SPEXone) en de hoeveelheid wolkendruppels (instrument HARP-2) om te bepalen hoe sterk het effect van aerosol op wolken is.
SPEXone
PACE meet zonlicht dat wordt gereflecteerd op het aardoppervlak en zich een weg door de atmosfeer heeft gebaand, terug de ruimte in. Huidige aerosol-satellieten meten alleen de intensiteit van het zonlicht, onder één kijkhoek. Ze zien daardoor alleen de som van alle verstrooiing en absorptie door fijnstof. ‘SPEXone karakteriseert aerosolen in veel meer detail door naast intensiteit ook de polarisatie te meten en doet dat onder vijf verschillende kijkhoeken’, zegt Wencke van der Meulen (Airbus Netherlands). ‘Zo krijgen we meer informatie over de eigenschappen en maken we onderscheid tussen absorptie en verstrooiing door elk type aerosol.’
Consortium
Harm van de Wetering, directeur van het Netherlands Space Office (NSO), is trots op deze Nederlandse bijdrage aan de NASA-missie: ‘Dit is een prachtig voorbeeld van samenwerking binnen de Nederlandse ruimtevaartsector en tussen Nederland en Amerika. Door onze kennis en kunde lukt het ons als klein landje om toch substantieel bij te dragen aan klimaatonderzoek.’
SPEXone wordt ontwikkeld door een Nederlands consortium bestaande uit SRON en Airbus Netherlands, daarbij ondersteund door opto-mechanische experts van TNO. SRON en Airbus Netherlands zijn verantwoordelijk voor het ontwerp, de assemblage en het testen van het instrument. De wetenschappelijke leiding ligt in handen van SRON. TNO heeft de vrij-vorm optiek gebouwd. Het concept achter SPEX is oorspronkelijk bedacht door Frans Snik en Christoph Keller (NOVA/Universiteit Leiden) als spin-off van technologie voor het karakteriseren van exoplaneten. Ook zijn een aantal spiegels in het instrument gepolijst door het NOVA Optisch-Infrarood-lab in Dwingeloo. Het eerste SPEX-prototype is ontwikkeld voor een Mars-missie o.l.v. Daphne Stam. Toen deze missie niet doorging, en het instrument een factor 10 nauwkeuriger bleek dan gedacht, is het doorontwikkeld voor aardobservatie en overgedragen aan SRON en industrie-partners. SPEXone is een publiek-privaat initiatief dat mogelijk gemaakt is door het NSO met door OCW beschikbaar gestelde middelen en door SRON/NWO-I en ondersteund door private investeringen van Airbus Netherlands.