Het NASA-observatorium PACE (Plankton, Aerosol, Cloud and ocean Ecosystem) zal verschillende factoren bestuderen die het klimaat op aarde beïnvloeden. PACE krijgt drie wetenschappelijke instrumenten: het oceaankleur meetinstrument OCI, de aerosol spectropolarimeter SPEXone en de wolkenpolarimeter HARP-2. De lancering van PACE is gepland voor 2023.
The NASA observatory PACE (Plankton, Aerosol, Cloud and ocean Ecosystem). Credit: NASA Goddard Space Flight Center
Aerosol en klimaat
SRON en Airbus Defence en Space NL dragen bij aan PACE door de ontwikkeling van SPEXone, met hulp van TNO. SRON Principle Investigator Otto Hasekamp heeft de wetenschappelijke leiding over dit instrument.
SPEXone brengt de ‘A’ in PACE, door het meten van aerosolen: kleine stofdeeltjes in de lucht, zoals roet, as en woestijnstof, ook wel bekend als fijnstof.
Ze hebben een grote invloed op luchtvervuiling en de klimaatverandering, maar hun precieze rol is onvoldoende bekend.
Zo reflecteren de meeste aerosolen licht en hebben ze een verkoelend effect op de aarde, maar ze kunnen ook een opwarmend effect hebben door absorptie. Hun interactie met wolken maakt de situatie nog complexer.
Opwarmende en afkoelende eigenschappen in kaart
SPEXone brengt de eigenschappen die opwarming of afkoeling veroorzaken in kaart, door te meten in hoeverre het zonlicht gepolariseerd is wanneer het door de aardse atmosfeer in de richting van de satelliet wordt gereflecteerd.
Dit zal onderzoekers een ongekend inzicht geven in de eigenschappen van aerosolen, zoals grootte, samenstelling, vorm en absorptievermogen. Laboratorium-, veld- en vliegtuigtesten hebben aangetoond dat de meetgegevens die SPEXone kan verzamelen een orde van grootte nauwkeuriger zullen zijn dan die van bestaande satellietinstrumenten.
Kennisgat broeikaseffect verder dichten
Het onderzoek dat met SPEXone mogelijk wordt gemaakt, pakt een van onze grootste kennishiaten op het gebied van klimaat en luchtkwaliteit aan.
Volgens het laatste rapport (2013) van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) vormen aerosolen de grootste onzekerheid in het begrip van stralingsforcering (afkoeling versus opwarming) door menselijke activiteit.
Technologie
SPEXone is een zeer compact instrument dat een ingewikkeld optisch ontwerp bevat. Het is slechts 9 kg, en heeft een afmeting van 37x28x15 cm3. Het SPEXone ontwerp is gebaseerd op het concept van polarisatiemodulatie dat de lineaire polarisatietoestand in kaart brengt op het spectrum, met behulp van passieve optische componenten. Dit stelt ons in staat om de volledige lineaire polarisatietoestand voor een scène onmiddellijk te karakteriseren.
Dit verbetert de polarimetrische nauwkeurigheid, in vergelijking met de huidige polarimeters in de ruimte, die werken in geselecteerde golflengtebanden en gebruik maken van roterende polarisatoren. SPEXone bereikt een polarimetrische nauwkeurigheid van 0,3%.
Erkenningen
SPEXone is een publiek-privaat initiatief, gefinancierd door het Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap (OCW) en Nederlands Space Office (NSO), de Nederlandse organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO), SRON en Airbus DS NL.
Wij zijn partner NASA erkentelijk voor het inzetten van SPEXone op hun PACE observatorium.
Links
NASA PACE-website
SPEXone op NASA PACE-website
Specificaties SPEXone
| Parameter | Specification |
| Viewing angles | +/-57°, +/-20°, 0° |
| Spectral range | 385-770 nm |
| Spectral resolution intensity | 2-5 nm |
| Spectral resolution DoLP | 15-40 nm |
| Spatial resolution | 5 x 5 km2 |
| Polarimetric accuracy | 0.003 |
| Radiometric accuracy | 2% |
| SNR (dark ocean, SZA = 70°) | 300 |
| Swath | 100 km |