‘Wij verbeteren satelliettoepassingen door wetenschap en maatschappij te verbinden’
Nederland investeert met de Kennisnetwerkenregeling in technologische doorbraken en wetenschappelijke samenwerking in de ruimtevaart. Het ‘Kennisnetwerk luchtkwaliteit’ onderzoekt hoe satellieten kunnen helpen bij het ontdekken van de luchtkwaliteit boven een straat, haven of snelweg.
Vraag hoogleraar Sander Houweling van de Vrije Universiteit wat de heilige graal in zijn vakgebied is en hij antwoordt resoluut: ‘Dat we op straatniveau kunnen meten hoe het ervoor staat met de luchtkwaliteit.’ De beste satellietmetingen hebben op dit moment details van zeven bij zeven kilometer. Met andere woorden: de Rotterdamse haven is maar een paar pixels groot. Wat er precies gebeurt in de lucht boven de haven, snelwegen, woonwijken of landbouwpercelen is niet bekend.
Hoe belangrijk is het om zó nauwkeurig de kwaliteit van de lucht te meten? ‘Om die vraag te kunnen beantwoorden, moeten we het eerst doen’, zegt Houweling. ‘Pas als we beschikken over die gegevens, ontdekken we hoe waardevol ze zijn. Ten eerste voor de veiligheid van mensen, die last kunnen hebben van luchtverontreiniging. Ten tweede voor beleidsmakers, die beslissen over complexe dossiers, zoals de maximaal toegestane uitstoot van stikstof. En ten derde voor ons klimaat, dat ook door lokaal geproduceerde broeikasgassen sterk verandert.’
NO2 uitstoot in 2019 gemeten door Tropomi. Bron: EU/ESA/KNMI
De luchtkwaliteit bepalen op honderd meter nauwkeurig. Houweling gaat de uitdaging aan als coördinator van het Kennisnetwerk luchtkwaliteit beter meten. ‘Op dit moment is het onderzoek naar luchtkwaliteit versnipperd over instellingen en instituten, zoals de VU, WUR, TU Delft, TNO, KNMI en RIVM. Met het kennisnetwerk bundelen we onze krachten. Samen kunnen we ons meten met grote internationale instituten die actief zijn op dit gebied. Daar hebben wij als kleinere partijen allemaal voordeel van.’
Wie luchtkwaliteit zegt, denkt misschien vooral aan China of India en steden die verdwijnen onder een dikke deken van smog. Toch richt het Kennisnetwerk zich in eerste instantie op Nederland. Dat komt omdat de Nederlandse ruimtevaartindustrie veel ervaring heeft met het bouwen van satellietinstrumenten voor onderzoek aan de atmosfeer. Daarnaast beheert het RIVM een uitgebreid netwerk van meetstations op de grond, waarmee nieuwe methodiek op basis van satellietdata goed kan worden getest.
‘We beginnen dicht bij huis, waar we de kennis, ervaring en hardware hebben om ons onderzoek goed te kunnen doen’, aldus Houweling. ‘Als de nieuwe technieken en modellen die we ontwikkelen blijken te werken, kunnen we die vervolgens ook op andere plekken in de wereld toepassen. Dat is het mooie van satellieten: die meten dag in dag uit de luchtkwaliteit rond onze hele planeet.’
In eerste instantie richt het kennisnetwerk zich op de modellen van luchtkwaliteit. Die moeten zo nauwkeurig worden, dat de vervuiling in steden op blootstellingsniveau zichtbaar wordt. De technologie die nodig is om de modellen te verbeteren, wordt de komende jaren bij de universiteiten en instellingen van het kennisnetwerk ontwikkeld. Het zou kunnen dat het ruimtelijk oplossingsvermogen van de beschikbare meetinstrumenten niet genoeg is om dat extreme detailniveau goed genoeg te kunnen modelleren. In dat geval wordt ook gekeken naar nieuwe meetinstrumenten voor satellieten, die nog nauwkeuriger kunnen meten dan het Nederlandse instrument Tropomi op dit moment doet vanaf de Europese Sentinel-5P satelliet.
‘Vroeger was het Nederlandse beleid vooral gericht op het ontwikkelen van steeds geavanceerder instrumenten. Maar als je de data van die instrumenten niet goed kunt verwerken, dan ontstaat dáár een bottleneck’, legt Houweling uit. ‘Als kennisnetwerk kijken wij naar de héle keten, dus ook hoe we de toepassing van satellietdata kunnen verbeteren.’
Bron: EU/ESA/NSO/KNMI
De uitdaging voor het Kennisnetwerk luchtkwaliteit is dus een wetenschappelijke, maar zeker ook een maatschappelijke. Om die reden zijn naast universiteiten en onderzoeksinstituten ook belanghebbenden in het netwerk vertegenwoordigd. Bijvoorbeeld het Longfonds, De Waag en DCMR, de milieudienst van de regio Rijnmond. ‘In het kennisnetwerk verbinden we de wetenschap met de maatschappij. Door belanghebbenden in een vroeg stadium aan te haken, is de kans groter dat wij technologie ontwikkelen waar zij ook écht iets aan hebben.’
Houweling hoopt met zijn netwerk aan te tonen dat nóg betere luchtkwaliteitsmodellen van grote waarde kunnen zijn voor mens en maatschappij. ‘Als wetenschappers en technici zijn wij ervan overtuigd dat dit zo is. Maar we moeten het nog wel bewijzen. En dat is wat we de komende 2,5 jaar met ons kennisnetwerk gaan doen.’