Laatste experimenten starten op succesvolle windsatelliet Aeolus
Gisteren, zondag 30 april, heeft de ESA-missie Aeolus zijn laatste operationele data geleverd. Aeolus, gelanceerd in 2018, is de eerste satelliet die wereldwijd de windsnelheid van schone en heldere lucht heeft gemeten. Met deze metingen zijn mondiale weermodellen flink verbeterd. Een opvolger is in de maak, en voordat de satelliet ter aarde stort wordt nog een aantal wetenschappelijke experimenten gedaan.
Vanuit Nederland heeft het KNMI veel bijgedragen aan de missie. Ad Stoffelen, groepsleider windsatellieten bij het KNMI, zit in de adviesgroep van Aeolus bij ESA en is vanaf het prille begin betrokken. ‘Vanaf 1992 heb ik al meegewerkt aan verschillende concepten voor een windsatelliet, met simulaties, impact-berekeningen en later advies aan de technische teams.’
Aeolus, bron: ESA
Wind meten met een laser
Satellieten die foto’s maken van de aarde, daar kunnen we ons allemaal wel wat bij voorstellen. Maar hoe brengt een satelliet onzichtbare wind op plekken zonder wolken in kaart? Aeolus maakt daarvoor gebruik van een laser. Deze laser schiet korte pulsen UV-licht door de atmosfeer. In de atmosfeer wordt dit licht door moleculen, stof- en ijsdeeltjes en waterdruppels verstrooid.
Aeolus heeft een ontvanger die het terugkomende licht opvangt en kan aan de hand daarvan berekenen hoe snel de deeltjes bewegen: de windsnelheid. De satelliet kan de wind vanaf de grond tot op 30 km hoogte meten, en brengt elke halve dag de hele aarde in beeld over afstanden van maximaal 2500 km.
Wetenschappelijke missie met operationele waarde
Aeolus is onderdeel van het Earth Explorer programma van ESA, waar Nederland aan deelneemt. In dit programma worden innovatieve, wetenschappelijk missies ontwikkeld die de grenzen van onze kennis verleggen. Volgens Stoffelen is Aeolus in eerste instantie een demonstratie-missie: ‘We willen er zoveel mogelijk van leren.’
Wat Aeolus uniek maakt, is dat de data niet alleen is gebruikt door de wetenschap, maar ook door operationele weercentra. De data werd binnen drie uur verwerkt in de weermodellen. Het KNMI speelde een belangrijke rol bij het beschikbaar stellen van de data van Aeolus aan de weercentra.
Aeolus is in 2018 gelanceerd. Stoffelen: ‘De timing van Aeolus was heel goed. Normaal gesproken spelen vliegtuigen een belangrijke rol in windmetingen voor weersverwachtingen. Nadat de COVID-crisis uitbrak, bleven veel vliegtuigen aan de grond staan. Gelukkig kon Aeolus het gat opvangen.’
Resultaten Aeolus boven verwachting
Ad Stoffelen, KNMI
De UV-laser technologie aan boord van Aeolus is speciaal voor de missie ontwikkeld. Van te voren was niet duidelijk of dit zou lukken en tijdens de ontwikkeling zijn de engineers veel technische uitdagingen tegengekomen. Maar het resultaat mag er zijn.
‘De satelliet was bedacht voor drie jaar, maar heeft uiteindelijk bijna vijf jaar gewerkt’, aldus Stoffelen. ‘Hoewel ik zeer intensief betrokken was bij de ontwikkeling van Aeolus, was zelfs ik positief verbaasd over de resultaten. De windmetingen hebben meer impact op ons begrip van het weer dan iemand had verwacht.’
Aeolus brengt de wind over de hele aarde in kaart. ‘Dat is een groot voordeel ten opzichte van weerballonnen, die vooral boven land meten en niet mooi verdeeld zijn over de wereld.’
Toch nog even door
Aeolus stopt nu met het leveren van operationele data, maar de onderzoekers gaan nog door met hun werk. ‘Nu er geen data meer geleverd hoeft te worden, kunnen we een aantal technische experimenten doen. Daarna zakt de satelliet langzaam naar beneden en valt in juli gecontroleerd uiteen in de atmosfeer.’
De resultaten van de laatste experimenten worden onder andere gebruikt voor de ontwikkeling van zijn opvolger, Aeolus-2. Deze operationele windsatelliet wordt nu ontwikkeld als onderdeel van de vaste weersatellieten van EUMETSAT (de Europese organisatie voor weersatellieten) en moet langdurige windmetingen garanderen.