TNO draagt, als eerste partij, een optische module voor het Sentinel-5-instrument over aan het Duitse Airbus Defence & Space dat het satellietinstrument in elkaar gaat zetten. Sentinel-5 wordt ontwikkeld om de samenstelling van de atmosfeer van de aarde dagelijks nauwkeurig te volgen. Met de ontwikkeling van een spectrometer en een telescoop voor de satelliet levert TNO een grote bijdrage aan het in kaart brengen van luchtvervuiling en broeikasgassen.
Sentinel-5 maakt deel uit van het Europese Copernicusprogramma voor monitoring van de atmosfeer van de aarde, dat wordt gecoördineerd door de Europese Commissie. De ruimtecomponent van het Copernicusprogramma wordt ontwikkeld en aanbesteed door European Space Agency (ESA). De Sentinel-5-missie is gericht op luchtkwaliteit en de interactie met het klimaat. De satelliet zal onder meer stikstofoxiden en methaan in kaart brengen.
Er worden meerdere, identieke satellieten gemaakt die na elkaar in de ruimte gebracht zullen worden. Dit zorgt ervoor dat er tientallen jaren continu, betrouwbare data binnenkomt over hoe de atmosfeer en klimaatveranderingen zich ontwikkelen. De eerste satelliet zal naar verwachting in 2022 gelanceerd worden.
Integratie van TSBOA telescoop – Credits TNO – Patrick van den Engel. Beeld TNO
Allerlei Europese bedrijven ontwikkelen onderdelen voor de Sentinel-5-instrumenten. “Airbus in Duitsland gaat de satellieten in elkaar zetten. Wij ontwikkelen twee belangrijke subsystemen: een spectrometer (UV1) voor een bepaald golflengtespectrum (270-300 nm) en twee maal een telescoop (TSBOA)”, vertelt Wim Gielesen. “Wij zijn de eerste partij die een belangrijke optische module aan Airbus gaat leveren. En met extra maatregelen is het TNO vandaag gelukt om de voor deze missie zo cruciale spectrometer (UV1) zonder veel vertraging te leveren, ondanks de coronacrisis”, aldus Gielesen.
Met ruim 50 jaar ervaring heeft TNO een bewezen trackrecord in het bouwen van ruimte-instrumenten en -componenten voor missies van ESA en NASA. Tientallen satellieten zijn uitgerust met optische systemen die door TNO zijn ontworpen, gebouwd en getest. Het meest recente voorbeeld hiervan is de eind 2017 gelanceerde TROPOMI, het satellietinstrument aan boord van de Sentinel-5 Precursor-satelliet (S5P). TROPOMI levert dagelijks wereldwijde metingen met een unieke hoge ruimtelijke resolutie van 7 × 3,5 km.
Compact, licht maar robuust
De eisen aan de telescoop en spectrometer zijn zeer streng. “We ontwikkelen zo compact en licht mogelijke onderdelen die tegelijk wel zo robuust moeten zijn om een lancering – waarbij krachten van 22 maal de zwaartekracht en enorme temperatuurverschillen (-20 tot 60° Celcius) komen kijken – overleven. We werken op het randje van wat haalbaar is. Dit lukt door onze unieke kennis op het gebied ‘freeform optics’ (vrije-vorm optiek) en mechanica.
Uniek aan de spiegels in deze onderdelen is dat ze enorm glad gepolijst zijn, tot onder de nanometer. Je kunt het vergelijken met het gladstrijken van de oppervlakte van heel Nederland tot enkele millimeters hoogteverschil. Dat de spiegels zo glad zijn zorgt dat er minder last is van verstorend strooilicht, dit maakt het beeld zuiver”, licht Gielesen toe.
Intensieve samenwerking
TNO schakelt veel met Airbus en zet daarnaast ook dingen uit bij Nederlandse en Europese leveranciers. “De samenwerking verloopt goed. Natuurlijk zijn er technische uitdagingen, maar iedereen is intensief betrokken, kritisch en denkt mee. Het is fijn om te merken dat Airbus blij is met onze state-of-the-art instrumenten”, zegt Gielesen.
Link magazine juni/juli 2020, Lees Link magazine digitaal of vraag een exemplaar op: uitgever@linkmagazine.nl
Luchtvervuiling & klimaatverandering tegengaan
Op basis van TROPOMI, en straks Sentinel-5, kunnen beleidsmakers en industrie beschikken over bruikbare informatie over het monitoren en reduceren van luchtvervuiling. Daarnaast kan de satelliet helpen de wereldwijde concentraties en hotspots van methaan, een belangrijk broeikasgas, te meten.
Kees Buijsrogge, directeur TNO
De resolutie van Sentinel-5 zal te vergelijken zijn met die van TROPOMI, maar doordat er dichter langs wolkenranden gemeten kan worden kunnen lastiger bereikbare plekken beter in kaart gebracht worden. Door het toevoegen van een extra golflengtegebied (een extra kanaal) kunnen tevens meer gassen gemeten worden. Doordat TROPOMI en Sentinel-5 in een andere baan om de aarde draaien en data op een ander tijdstip verzamelen (9.30 en 14 uur) levert de combinatie van beide satellieten bovendien belangrijke informatie op over dagelijks verloop van stoffen in de atmosfeer.
“Wij ontwikkelen instrumenten om luchtvervuiling en klimaatverandering tegen te gaan én economische groei te stimuleren”, legt Kees Buijsrogge, directeur Space & Scientific Instrumentation, uit. “Luchtvervuiling is een zeer actueel onderwerp, dat hoog op de politieke agenda staat. Sentinel-5 zal hier dagelijks wereldwijde en onafhankelijke metingen van doen. TROPOMI toont dat stikstofuitstoot flink is gedaald tijdens de coronacrisis. Nu veel landen weer open gaan zal de uitstoot weer toenemen. We zijn er trots op dat TNO een belangrijke bijdrage levert aan het instrument op Sentinel-5 dat dit soort zaken de komende decennia zal blijven monitoren, zodat beleidsmakers geïnformeerde acties kunnen ondernemen”, stelt Buijsrogge.
