“Er duiken altijd toepassingen op die je van tevoren niet had kunnen plannen,” zegt Nico Rozemeijer, System Engineer Defence & Aerospace bij ICT TriOpSys. Als technisch projectleider werkt hij al ruim twintig jaar aan satelliet missies die onze aarde in beeld brengen. Met de recente lancering van het Sentinel-5-instrument, de opvolger van het succesvolle Nederlandse TROPOMI, breekt een nieuwe fase aan in het monitoren van luchtkwaliteit en klimaatverandering.
Wat vaak als complexe materie wordt gezien – dataverwerking en kalibratie van satelliet metingen – blijkt in de praktijk cruciaal om methaanlekken op te sporen, luchtvervuiling te meten en beleidsmakers wereldwijd van betrouwbare informatie te voorzien.
Van TROPOMI naar Sentinel-5
TROPOMI (Tropospheric Monitoring Instrument) is een geavanceerd satelliet instrument op de Europese satelliet Sentinel-5 Precursor (Sentinel-5P) dat de luchtkwaliteit en de samenstelling van de atmosfeer nauwkeurig meet. Het instrument werd wereldwijd bekend door zijn methaan metingen, waarmee bijvoorbeeld lekkages bij olie-installaties zichtbaar werden.
Als opvolger van Sentinel-5P borduurt Sentinel-5 de meetreeks voort die met TROPOMI is gestart. “Het instrument levert vergelijkbare metingen, maar de kracht zit vooral in de continuïteit: met drie Sentinel-5-satellieten die de komende vijftien jaar worden gelanceerd, kan de reeks zeker twintig jaar doorlopen. “Juist die lange termijn is cruciaal,” legt Rozemeijer uit. “Alleen zo kun je trends in luchtvervuiling en broeikasgassen betrouwbaar volgen. Dat geeft beleidsmakers de data die ze nodig hebben om maatregelen te nemen én om te controleren of die effect hebben.”
Er wordt hier gebruikgemaakt van spectrometrie: een meetmethode waarbij licht wordt opgesplitst in de verschillende kleuren (golflengtes) waaruit het bestaat: vergelijkbaar met hoe een prisma zonlicht uiteen laat vallen in een regenboog. Elke stof in de atmosfeer laat een uniek patroon achter doordat bepaalde kleuren licht worden geabsorbeerd of doorgelaten. Door die patronen te meten met een satelliet instrument kun je afleiden welke gassen of deeltjes in de lucht aanwezig zijn, en in welke hoeveelheden.
ICT TriOpSys ontwikkelt software die ruwe meetgegevens van Sentinel-5 omzet in gevalideerde, betrouwbare data, waarbij alle tussenliggende meetpunten nauwkeurig worden ingevuld en gekalibreerd. Voor TROPOMI hebben we dit proces volledig uitgevoerd; voor Sentinel-5 zitten we momenteel in de tweede stap, waarin de metingen worden omgezet naar concrete, bruikbare atmosferische waarden. Binnenkort starten we een nieuw project, waarbij we opnieuw ondersteuning bieden bij de kalibratie.
De spanning van een lancering
In de nacht van 12 op 13 augustus werd Sentinel-5 gelanceerd vanaf Frans-Guyana. Voor buitenstaanders een indrukwekkend televisiemoment, voor betrokkenen een zenuwslopende gebeurtenis. “Je werkt soms tien jaar aan een project dat in tien seconden verloren kan gaan als een raket ontploft,” zegt Rozemeijer.
Een lancering is altijd spannend, maar wat het nu extra spannend maakte is dat de raket die gebruikt is, Ariane 6, een relatief nieuwe ontwikkeling is. Een bekend voorbeeld van hoe het mis kan gaan was de eerste lancering van de voorganger, Ariane 5. Dit is een hele bekende case bij software engineers: Voor Ariane 5 werd software hergebruikt van Ariane 4. Die software werd slechts beperkt getest, want deze had zich immer jarenlang bewezen voor Ariane 4, en de verwachting was dat deze software dus ook zeer betrouwbaar was. Ariane 5 had echter een veel grotere snelheid, en daarmee was deze software nooit getest. De software bleek hier niet mee overweg te kunnen en de raket met lading ging verloren.
Inmiddels is de satelliet in de lucht en worden de instrumenten stap voor stap aangezet. “Eerst wordt getest of alles werkt zoals verwacht. Pas daarna kunnen we de atmosfeer gaan meten. Dat moment is altijd spannend: klopt het met wat je op de grond hebt voorbereid? De eerste tests zien er goed uit” zegt Rozemeijer.
De rol van ICT TriOpSys
ICT TriOpSys speelt een belangrijke rol in de dataverwerking. Satellieten genereren enorme hoeveelheden meetgegevens, maar die bevatten fouten. “Een meetinstrument is nooit perfect. Onze taak is om die fouten te corrigeren, zodat je betrouwbare resultaten krijgt,” zegt Rozemeijer.
Hij vergelijkt het met een thermometer zonder schaal: “Je moet eerst bepalen wat nul graden is en wat honderd graden is, en daarna proberen op de juiste manier alle tussenliggende streepjes in te vullen. Dat doen wij met satellietmetingen. We vertalen ruwe data naar informatie die wetenschappers, beleidsmakers en toezichthouders echt kunnen gebruiken.”
Maatschappelijke relevantie
De toepassingen zijn breed. Met TROPOMI kon bijvoorbeeld voor het eerst wereldwijd methaan op hoge resolutie worden gemeten. Daarbij kwamen verrassende ontdekkingen: bij sommige olieraffinaderijen bleken grote methaanlekken aanwezig die de bedrijven zelf niet eens kenden. “Voor hen was dat financieel gunstig om op te lossen, want weglekkend gas kost simpelweg geld,” zegt Rozemeijer. “Tegelijkertijd voorkom je dat enorme hoeveelheden broeikasgassen in de atmosfeer terechtkomen. Dat snijdt aan twee kanten.”
Ook scheepvaartuitstoot is inmiddels zichtbaar tot op het niveau van bijna individuele schepen. “Beleidsmakers gebruiken die informatie om beleid te maken, maar ook om te controleren of de praktijk overeenkomt met de regels,” legt Rozemeijer uit. Voor hem en zijn collega’s is dat de grootste drijfveer: maatschappelijke impact. “We werken aan complexe, technische projecten, maar uiteindelijk gaat het om leefomgeving en klimaat. Dat motiveert ons allemaal enorm.”
De toekomst
Als hij terugkijkt, noemt Rozemeijer TROPOMI zijn grootste trots. “Daar hebben we met ons team ontzettend veel energie in gestoken. Het is een groot succes geworden, veel beter dan verwacht. Dan weet je dat je werk er écht toe doet.”
Met Sentinel-5 kijkt hij vooruit. “De komende jaren gaan we zien hoe dit instrument zich ontwikkelt en welke nieuwe inzichten het ons oplevert. Bij TROPOMI wisten we van tevoren dat we methaan gingen meten, maar we hadden niet voorzien dat het zó goed zou werken. Dat gaf een enorme impuls aan de wereldwijde methaanmonitoring en leidde tot toepassingen die we vooraf nooit hadden bedacht.”
Hij verwacht dat Sentinel-5 opnieuw voor verrassingen kan zorgen. “Er duiken altijd toepassingen op die je van tevoren niet had kunnen plannen. Dat maakt dit werk spannend én relevant.”
