In de atmosfeer rond de aarde zitten niet alleen broeikasgassen, maar ook licht. Dat licht kan ons bijvoorbeeld vertellen hoeveel methaan er in de lucht zit. Wetenschapper Ruud Hoogeveen geeft uitleg over de 'verzonken tralie', een onderdeel van satellietinstrument Tropomi dat licht in de atmosfeer meet en daarmee de aanwezigheid van bepaalde gassen kan berekenen.
Je ziet het niet hè, maar net buiten de atmosfeer draait alles om de aarde heen. Het zijn satellieten. Die zijn daar door mensen toegebracht en op die satellieten zitten meetinstrumenten die van alles op aarde en daarbuiten meten. Nou is Ruud Hoogeveen een wetenschapper, die gespecialiseerd is in die meetinstrumenten op de satellieten. Ahhh te gek. Hé Ruud! Hé Maurice! Dit zijn dus die instrumenten die op die satellieten zitten die de ruimte ingaan. Ja dit zijn onderdelen daarvan. En die ontwikkel jij ook. Klopt. Wat meten die instrumenten nou. Nou wat wij willen, is vanuit de ruimte de aard-atmosfeer in kaart brengen en dan vooral vervuiling en broeikasgassen en denk vooral dan aan NO2, koolmonoxide en methaan. En die broeikasgassen, die zijn slecht natuurlijk. Ja. Wat doen ze precies? Dan geef je het broeikaseffect, de opwarming van de aarde, en dat willen we beter begrijpen. En je zou denken, dat weten we allemaal al, maar en heleboel dingen weten we nog niet. En methaan bijvoorbeeld dat is een derde van de opwarming door het broeikaseffect is afkomstig van methaan. En we weten eigenlijk niet precies waar het allemaal vandaan komt en metingen beter te begrijpen. Gassen in de atmosfeer meten, hoe doe je dat? Stel je voor dat je satelliet bent hè en je vliegt over het zonverlichte deel over de aarde, komt al het licht naar boven en dat ga je bekijken in zichtbaar en onzichtbaar licht. Onzichtbaar licht? Ja, kijk ons oog is gevoelig van blauw naar rood. Maar onder blauw zit violet en ultraviolet. Zien we niet maar is er wel want daar word je bruin of als je er teveel van hebt verband je. Voor bij het rood heb je infrarood. Dat is eigenlijk gewoon licht alleen je ziet het niet. En dat infrarode licht dat is belangrijk voor jullie metingen. Ja dat is precies waar koolmonoxide en methaan hun absorptielijn hebben. Hebben we een speciale camera voor om dat te meten en die ga ik je nu even laten zien. De clean room, de schone kamer. Nou, kom binnen dan laat ik je zien hoe de infrarood camera werkt. En dat kan ik je demonstreren met silicium. Wat zie je? Ik zie mezelf, het is gewoon een spiegel. In dat zichtbaar licht is het ook een spiegel. Zichtbaar licht komt hier absoluut niet doorheen, wordt alleen maar gereflecteerd. Maar infrarood licht is anders. Heeft en langere golflengte en kan hier wel doorheen. Nou en dat kan ik je laten zien met deze opstelling. We hebben een lamp die heel zachtjes aanstaat en wat infrarood uitzendt. Hier hebben we een camera en beeld zie je hier. Ik houd dus die spiegel hiervoor en het infrarood blijf je gewoon zien. Het infrarood gaat hier doorheen. Dus er is echt een verschil tussen infrarood licht en zichtbaar licht. Dat snap ik maar hoe kunnen jullie met infrarood licht meten dat en hoeveel methaan er in de atmosfeer is. Kijk, we hebben de zon en die schijnt door de atmosfeer naar de aarde. En vanaf de aarde wordt het weer gereflecteerd door de atmosfeer naar de satelliet. In die atmosfeer zit methaan, en methaan absorbeert hele specifieke kleuren, golflengtes in het infrarood. En als het absorbeert dan gaat het dus uit het licht. Dus zonlicht bevat alle kleuren infrarood maar het licht wat door de satelliet naar de atmosfeer gaat, die mist een heleboel kleuren van het infrarood. Daaruit kunnen we methaan afleiden. Dus infrarood licht wat onzichtbaar is, bestaat net als zichtbaar licht wat wij kunnen zien uit meerdere kleuren. Zo veel kleuren als je maar wilt. En hoe trek je die kleuren dan uit elkaar? Dat kan ik je ook demonstreren. Dat doen we met een tralie. Bij een tralie denk je aan grote staven ijzer. Nou deze zijn heel klein. Hier heb je vijfhonderd van die lijntjes per millimeter. En door al die lijntjes wordt het licht uit elkaar getrokken. En zie je ook infrarood? Uh, nee, dat kan ik niet zien. Heel goed. Je ogen zien geen infrarood. Maar dat infrarood , daarvoor gebruiken we een truc als we dat uiteen willen rafelen. Het infrarode licht dat stop je hierin. Het silicium. Dit is silicium. Voor onze ogen is dat een spiegel. Maar het infrarode licht gaat er doorheen en komt op de achterkant van de tralie en wordt daar ook in al die kleuren uiteen getrokken, zoals we dat net zagen bij zichtbaar licht. Dan gaat het terug en als het dan uit het silicium gaat, wordt nog extra gebroken. Worden die kleuren nog drie en een half keer meer uit elkaar gerafeld. En de grap daarvan is als dat als we dit toepassen in een ruimte instrument kunnen we het veel kleiner maken. Daarom hebben
we dit tralie ontworpen en ontwikkeld met TNO. Hiermee kunnen we die spectrum meten waarvan we eerst dachten dat ie 125 liter was, een verhuisdoos, kunnen nu zo klein maken dat het een schoenendoos is. Dit is zo nieuw dat we eer een prototype van hebben gemaakt om het te demonstreren dat het ook echt werkt. Kan ik dat zien? Ja, kom maar mee. Dit is het Tropomi breadboard model, dat is het prototype wat we gemaakt hebben. Je kunt zien het is meer een schoenendoos dan een verhuisdoos. Maar dit gaat wel de ruimte in. Ja, dit gaat de ruimte is en dit is het verzonken tralie, dat herken je nu wel. Ja. We hebben ‘m getest in een vriezer, want infrarood apparatuur werkt altijd een stuk beter als ie afgekoeld is. We hebben hier de zon, hm, dat is nu een infrarood lamp, en we hebben hier een gascel en we hebben hier een paar lenzen die het licht naar het instrument sturen. Nou, zo hebben we experimenten gedaan. Ik zal je laten zien wat de resultaten zijn. Dit is methaan en hoe donkerder de strepen hoe meer methaan het is. Als je dit patroon ziet dan weet je dat het om methaan gaat. Een op één. Tropomi gaat straks de lucht in. Ja in 2016 in het voorjaar. En dan komt er, hopen wij, een enorme hoeveelheid data naar beneden en dan gaan we leren hoe het nou zit met die atmosfeer en die vervuiling en dat broeikaseffect. Ik kijk ernaar uit. Ik ook, wij allemaal.
