Mischa Brendel
Het SPEX-instrument, ontwikkeld door de Universiteit Leiden, ruimteonderzoeksinstituut SRON en de Nederlandse industrie, kan fijnstof meten met een ongekende nauwkeurigheid. Dit concludeert de Leidse sterrenkundige Gerard van Harten, die op 8 december op dit onderwerp promoveerde.
Het SPEX-instrument kan niet alleen de hoeveelheid fijnstof in de lucht meten, maar ook hoe groot de fijnstofdeeltjes zijn en wat voor materiaal het is. Van Harten: ‘Het instrument kan bijvoorbeeld zien of het om zeezout gaat of om roet, een heel belangrijk onderscheid.’ Het apparaat meet de reflectie en polarisatie van zonlicht; fijnstofdeeltjes veranderen dit wanneer de zon erop schijnt.
Het principe van het SPEX-instrument is heel eenvoudig: het is een spectrometer die licht in verschillende golflengte opsplitst. Bijzonder is dat voorin deze spectrometer een stukje kwarts van een millimeter dikte is geplaatst, dat gevoelig is voor de polarisatie van het licht. Hierdoor is het mogelijk is om diverse eigenschappen van eventueel aanwezig fijnstof te meten.
Van Harten benadrukt hoe belangrijk het is om de samenstelling en concentratie van fijnstof wereldwijd nauwkeurig in kaart te brengen, vooral omdat de kennis over de effecten van fijnstof op het klimaat is nog maar zeer beperkt is. ‘De verwachting is dat de meeste fijnstof inkomende zonnestralen weerkaatst voordat deze de aarde bereiken en dus voor afkoeling zorgt. Maar bij roetdeeltjes bijvoorbeeld is de verwachting dat deze zorgen voor opwarming, omdat ze door hun zwarte kleur veel warmte vasthouden.’
Om de klimaateffecten van fijnstof te bepalen, ziet Van Harten het liefst een SPEX-instrument in de ruimte, op een satelliet geplaatst. ‘Mijn droom is om op die manier in één dag een volledige kaart van de fijnstofconcentraties en -samenstellingen op aarde te kunnen maken, zodat kaarten van dag tot dag met elkaar vergeleken kunnen worden.’
Volgens Van Harten moet dit zeker mogelijk zijn: ‘Het SPEX-instrument heeft een resolutie van 250 bij 250 m2 en kan daarmee per dag 700.000 metingen maken. Vergeleken met wat we nu aan meetstations hebben – die overigens voornamelijk alleen de concentratie fijnstof meten – is dat duizenden malen meer.’
Volgend jaar gaat het SPEX-instrument mee met een NASA-vliegtuig, dat op 20 km hoogte zal vliegen. Bij veelbelovende resultaten, is een lancering naar de ruimte een flinke stap dichterbij.
Eerder dit jaar vond er in Nederland een grootschalige proef met goedkope versies van het SPEX-instrument plaats: iSPEX. Hierbij konden geïnteresseerden een opzetstuk voor hun iPhone aanvragen en met dit opzetstuk via de camera van hun iPhone metingen doen. Uiteindelijk kunnen de data van deze iSPEX-opzetstukken en ‘zijn’ SPEX-instrument elkaar mooi aanvullen, denkt Van Harten.
