Met Tropomi gaan we tot het uiterste

“Van een project als Tropomi maak je er in je werkzame leven maar een paar mee,” zegt Nick van der Valk, systems engineer bij TNO Science and Industry in Delft. “En toch past Tropomi in een reeks van succesvolle Nederlandse ruimtevaartprojecten. En elke keer proberen we het nóg beter en innovatiever te doen.” In het geval van Tropomi gingen alle partijen echt tot het uiterste en is er met de allerbesten gewerkt, weten ze bij TNO. De wereldwijde ruimtevaartsector ziet dat ook, want er is toenemende vraag naar de kennis die het onderzoeksinstituut in Tropomi stopte.

 

Hoe raak je als systems engineer eigenlijk betrokken bij een omvangrijk en betekenisvol project als het Tropospheric Monitoring Instrument, ofwel Tropomi? “Dat is een organisch proces”, zegt Van der Valk in de TNO-vestiging aan de Stieltjesweg in Delft, waar belangrijke onderdelen van Tropomi het levenslicht zagen. “In de ontwikkeling is op een gegeven moment behoefte aan specifieke kennis, en dan vragen ze jou. Op het hoogtepunt waren bij TNO vijftig collega’s bezig met Tropomi. De hier ontwikkelde en gebouwde UVN-module is een spectrometer voor ultraviolet, visueel en nabij-infrarood licht. Ook in de korte golf infrarood module zit veel van onze kennis.”

 

Luchtkwaliteit nauwkeurig in beeld

Tropomi gebruikt beide modules om het door de aarde weerkaatste zonlicht in verschillende golflengtes op te vangen en vast te leggen in beeld. Ook direct zonlicht wordt vastgelegd. Een vergelijking tussen die twee beelden wijst uit welke gassen in welke hoeveelheden aanwezig zijn in onze atmosfeer. Het resultaat is het meest nauwkeurige beeld ooit van de luchtkwaliteit rond de gehele aarde.

 

Ervaring met voorgangers

Bij het gerenommeerde TNO staan ze daarvan niet te kijken, want de Nederlandse ruimtevaartsector gooide met voorgangers van Tropomi al eerder hoge ogen. Van der Valk: “Onze bijdrage aan ruimtetelescoop GAIA en het ruimteonderzoek naar de ozonlaag in de vorm van GOME, OMI en Sciamachy leverde ons veel expertise op.”

 

Interdisciplinaire samenwerking

Als systems engineer van TNO zag Van der Valk het belang van de goede interdisciplinaire samenwerking tussen de deelnemende partijen, waaronder de wetenschappers van het KNMI en SRON die uiteindelijk aan de slag gaan met de door Tropomi aangeleverde data. “Het was onze taak de wensen van de wetenschapper zo veel mogelijk te faciliteren. De resolutie van Tropomi is bijvoorbeeld ongekend hoog, en de spiegels die het licht ombuigen zijn van ongeëvenaarde kwaliteit. Maar er zijn natuurlijk wel grenzen aan wat er mee de ruimte in kan. Door de geweldige samenwerking hebben we elk belang echter goed kunnen afwegen. En iedereen ging daarbij tot het uiterste.”

Design reviews

Van der Valk was nauw betrokken bij de Preliminary Design Review (PDR) en Critical Design Review (CDR) van de UVN-module. “Dat zijn momenten waarop we met z’n allen bekijken of we de goede dingen en de juiste keuzes maken. Alles gaat tegen het licht, en dat leidde weleens tot ingevingen op onverwachte momenten. Thuis, bijvoorbeeld. Mijn gezin kreeg al behoorlijk wat mee over Tropomi.”

 

In elkaar zetten van UVN-mo dule
In 2013 kreeg de UVN-module vorm aan de Stieltjesweg. “Alle componenten van de module zijn met maximale nauwkeurigheid aan elkaar vastgezet, en over iedere verbinding is tot in het kleinste detail nagedacht. Het moet allemaal bestand zijn tegen extreme condities, en toch die nauwkeurigheid behouden.” In mei 2014 vertrok de module richting Airbus Defence and Space in Leiden, om daar samen met de andere modules en onderdelen aan elkaar te worden gesmeed tot Tropomi. Er volgde nog een uitgebreid verificatie- en calibratieproces om de werking, precisie en bestendigheid van het hele onderzoeksinstrument te testen en te waarborgen. TNO was ook bij dat proces nauw betrokken.

 

 

‘Uitstoken’ van Tropomi

De nauwkeurigheid van Tropomi vraagt na de lancering – gepland voor vrijdag 13 oktober vanaf een Russische lanceerbasis – nog om een laatste bijzonder proces: het uitstoken. Van der Valk: “Bij de lancering komen altijd nog waterdamp en ander vluchtige materialen vrij die de werking kunnen beïnvloeden. Deze stoffenraken we kwijt door Tropomi na de lancering flink op te stoken met behulp van verwarmingselementen. In feite brandt het apparaat zichzelf schoon. Dat proces duurt een maand, en daarna is Tropomi op 800 kilometer hoogte klaar voor gebruik.”

 

Levensduur

Van der Valk verwacht dat Tropomi een schat aan informatie levert over de luchtkwaliteit, en dat jarenlang. “Dit instrument is gebouwd op een geschatte levensduur van 7 jaar. Voorganger OMI moest vijf jaar meegaan, maar doet nu al 13 jaar dienst. Optische instrumenten als de UVN-module gaan lang mee, maar de detectoren die de beelden vastleggen zullen slijten en pixels kunnen ermee ophouden. Maar ik verwacht dat ook Tropomi véél langer werkt dan beoogd.”

 

Bij TNO kijken ze natuurlijk in spanning uit naar de lancering. Maar andere projecten vereisen inmiddels ook de aandacht. Van der Valk: “De kennis uit het projectteam is blijvend. We zijn nu bijvoorbeeld bezig met satellietcommunicatie met behulp van lasers. Die ontwikkeling gaat de komende jaren heel hard, is de verwachting. Maar voorlopig is er ook veel interesse voor de technologie die wij voor Tropomi maakten. De telefoon gaat regelmatig, ook vanuit het buitenland. Daar maken ze ook graag gebruik van onze expertise. Al met al hebben we energie en kennis gestoken in Tropomi, maar dat gaat ons naar verwachting ook nog heel veel opleveren.”

 

Over Tropomi

Tropomi is een samenwerking tussen Airbus Defence and Space Netherlands, KNMI, SRON en TNO, in opdracht van het NSO en ESA. Airbus Defence and Space Netherlands is hoofdaannemer voor de ontwikkeling van het instrument. De wetenschappelijke leiding is in handen van het KNMI en SRON. TNO heeft de telescoop en de UVN kanalen ontwikkeld, geïntegreerd en getest. Tropomi wordt gefinancierd door het Ministerie van Economische Zaken, het Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap en het Ministerie van Infrastructuur en Milieu.