Nieuwe Europese satelliet Sentinel 1C heeft belangrijke toepassingen voor Nederland

Wat hebben een waterbeheerder, een bruggenbouwer en een datawetenschapper met elkaar gemeen? Alle drie maken ze gebruik van radarsatellieten. En zij niet alleen. Radardata worden in honderden toepassingen op aarde gebruikt. Ze laten zien of de bodem daalt, poolijs smelt en regenwoud verdwijnt. En we gebruiken ze om olielekken op te sporen of de gevolgen van natuurrampen te bestuderen.

De sleutel tot al deze ontdekkingen is een continue stroom van radardata uit de ruimte. Die werd de afgelopen tien jaar geleverd door twee Europese
Sentinel 1C ready for launch © ESA Sentinel radarsatellieten. Maar een van de twee hield er eind 2021 na technische problemen mee op en de andere is ruim over zijn verwachte houdbaarheidsdatum heen. Nederlandse universiteiten, overheden en bedrijven kijken dus reikhalzend uit naar de lancering van een derde, gloednieuwe radarsatelliet – Sentinel 1C – op woensdag 4 december met een Vega C raket vanuit Frans Guyana.

Gebruik satellietdata stimuleren
Sentinel 1C is onderdeel van het Europese Copernicus programma, dat wereldwijd wordt gezien als de gouden standaard in aardobservatie. Omdat alle data voor overheden, instellingen, burgers en bedrijven vrij toegankelijk en kosteloos beschikbaar is, zijn de Sentinel satellieten volgens Catharina Bamps van de aardobservatie-eenheid van de Europese Commissie ‘een katalysator voor groei, creativiteit, innovatie en welvaart in Europa’.

Precies om die reden stimuleert het NSO het gebruik van satellietdata in Nederland. Ze doet dit door gebruikers en aanbieders van satellietdata bij elkaar te brengen, innovaties aan te jagen – bijvoorbeeld met de SBIR-regeling – en door waardevolle kennis te delen met potentiële gebruikers.

‘Het enige instrument aan boord van Sentinel 1C is een radar, kort voor radio detection and ranging’, legt Anneleen Oyen van het NSO uit. De satelliet stuurt radiosignalen naar de aarde, waarna een ontvanger de reflectie ervan opvangt. Uit die reflectie kun je heel veel verschillende dingen afleiden. Hoe snel de bodem zakt in de provincie Groningen bijvoorbeeld. En of een snelweg al toe is aan onderhoud.

Groot voordeel van radarinstrumenten is dat ze óók in het donker werken en niet gehinderd worden door de wolken. ‘Dat komt vooral goed van pas bij overstromingen’, zegt Oyen, ‘die natuurlijk meestal gepaard gaan met veel bewolking.’ Hoe ver het water reikt tijdens een overstroming zoals die in Limburg in 2021, welke schade wordt aangericht en wat waterbeheerders kunnen doen om de gevolgen zoveel mogelijk te beperken zijn typische vragen die een radarsatelliet als Sentinel 1C kan helpen beantwoorden.

Hoe korter de tijd tussen twee verschillende satellietmetingen van de zelfde locatie – de revisit time – hoe waardevoller de data, benadrukt Oyen. ‘Op dit moment beschikken we elke twaalf dagen over een volledig dekkend radarbeeld van de aarde. Met de lancering van Sentinel 1C wordt dit
© ESA teruggebracht tot eens in de zes dagen. Zo kunnen we veel nauwkeuriger zien hoe onze dijken, spoorwegen en andere infrastructuur erbij staan. En welke gevolgen een lagere of hogere grondwaterstand heeft voor Nederland.'

Nieuw: bodemwaterbericht
Hoe belangrijk de nieuwe Sentinel 1C satelliet is voor waterbeheerders, weet Hans van Leeuwen van de Stichting Toegepast Onderzoek voor de Waterschappen (STOWA). ‘Door klimaatverandering krijgen we vaker te maken met extreme neerslag. Waterbeheerders staan dus voor een belangrijke vraag: hoeveel water moeten we wanneer uit de bodem halen, zodat we extreme regenval beter kunnen opvangen? Dit doen we onder meer op basis van informatie van Sentinel 1.’

Voor de toekomst voorziet Van Leeuwen een dagelijks ‘bodemwaterbericht’. Voor de waterschappen is zo’n prognose waardevol om overstromingen en droogte te voorkomen. Voor boeren om te bepalen wanneer ze het beste hun aardappels kunnen rooien. En voor verzekeraars, planologen en overheden om de gevolgen van bodemdaling aan te pakken, want die wordt in veel gevallen veroorzaakt door een te lage waterstand.

Drie grote voordelen
Kun je gegevens van Sentinel 1C ook gebruiken om de kwaliteit van bruggen, dijken en wegen te controleren? Zeker, zegt Gert Mulder van Rijkswaterstaat. Tot op de millimeter nauwkeurig zelfs. ‘Je ziet hoe dijken heel langzaam vervormen, hoe brugdelen verzakken en hoe bobbels of scheuren in het asfalt ontstaan. Met behulp van satellietdata kunnen we groot onderhoud van al die infrastructuur prioriteren en plannen voor de komende jaren.’

Satellietgegevens bieden Rijkswaterstaat drie grote voordelen ten opzichte van handmatige inspecties, vertelt Mulder. Ten eerste meten
© Ivo Vrancken Rijkswaterstaat satellieten grote oppervlaktes in één keer. Dat is veel voordeliger dan inspecteurs de weg op sturen. Ten tweede hoef je bij een inspectie met satellieten geen wegen af te sluiten: ‘Daar is niet alleen Rijkswaterstaat blij mee, maar iedereen in Nederland.’ En tenslotte kun je dankzij de continue datareeks van alle Sentinel satellieten tot wel tien jaar terugkijken in de tijd om te zien hoe snel veranderingen plaatsvinden.

Digitale tweelingaarde
Bodemdaling in Groningen, verzakte dijken in Flevoland en overstromingen in Limburg zijn slechts enkele voorbeelden van hoe menselijk handelen de aarde beïnvloedt. Om deze complexe interacties beter te begrijpen en toekomstig risico te voorspellen, werkt Femke Vossepoel, hoogleraar Earth System Simulation aan de TU Delft, aan een digitale ‘tweeling aarde’. Dit computermodel is een nauwkeurige digitale representatie van onze planeet, gebaseerd op waardevolle meetgegevens, waaronder data van de Sentinel 1-radarsatellieten.

‘Het grote voordeel van satellieten is dat ze objectieve data verzamelen over de hele wereld’, aldus Vossepoel. Eén digitale tweelingaarde helpt vragen beantwoorden uit alle windstreken. Hoeveel water kan Thailand uit de bodem onttrekken, zonder dat de grond kwetsbaar wordt voor overstromingen? Hoe beïnvloedt het smeltwater van gletsjers het stromingspatroon van de rivier de Rhône? En wanneer breken Antarctische ijsplaten af, waardoor de zeespiegel sneller stijgt?

Data voor decennia
In Nederland wordt niet alleen gewerkt met de data van Sentinel 1 satellieten, ook aan de satelliet zelf en de raket die hem lanceert dragen Nederlandse bedrijven bij. Airbus Nederland bouwde de zonnepanelen van de satelliet en de tussentrap van de Vega C raket die hem op 4 december lanceert. APPBV leverde voor die raket de ontstekers.

In 2025 wordt naar verwachting Sentinel 1D gelanceerd, de vierde radarsatelliet van het Copernicus programma. Zo blijft de stroom van radardata uit de ruimte ononderbroken en kunnen wetenschappers, beleidsmakers, bedrijven en alle andere gebruikers van deze satellietgegevens weer minstens tien jaar vooruit.