Dit is onze tijd: Eleonie van Schreven werkt aan kleine satellieten met grote impact

Eleonie van Schreven werkt bij TNO als Systems Engineer aan ruimtevaartprojecten. Haar belangrijkste focus op dit moment is de TANGO-satellietmissie. Dit is een innovatief, zeer compact tweelingsatellietsysteem voor het monitoren van broeikasgasemissies. TANGO wordt speciaal ontwikkeld om bronnen van broeikasgassen methaan en CO2 op te sporen. De satellietmissie is een samenwerking met het KNMI, SRON (het Nederlandse instituut voor ruimtevaartonderzoek) en ISISpace (een fabrikant van satellietplatformen). TNO speelt een belangrijke rol in de ontwikkeling van de technologie.

Kleine satelliet, grote nauwkeurigheid

De Europese ruimtevaartorganisatie (ESA) gaf vorig jaar groen licht voor de realisatie van de Nederlandse TANGO-satellieten. ESA was op zoek naar innovatieve ideeën voor kleine satellieten voor aardobservaties. Van Schreven: "Er zijn de laatste jaren veel experimenten gedaan met compacte satellieten, onder andere door universiteiten. TANGO is een unieke kans om te laten zien dat deze kunnen worden gebruikt om complexe wetenschappelijke gegevens te genereren, zoals emissiedata."

TANGO is straks namelijk in staat om de broeikasgassen in de atmosfeer te meten. Het is een tweelingsatellietmissie, bestaande uit 2 kleine satellieten, die in formatie samen vliegen. De ene satelliet (TANGO Carbon) meet CO2 en methaan, de andere (TANGO Nitron) meet stikstofoxiden. Elke satelliet is uitgerust met een instrument, dat bestaat uit een telescoop, een spectrometer en een detector. De spiegels van de telescoop vangen het zonlicht op dat door de aarde is weerkaatst en dus 2 keer door de atmosfeer heeft gereisd. Dit licht wordt met spectroscopie uitgesplitst in verschillende golflengtes of ‘kleuren’.

Van Schreven: "Aan de kleuren van het licht kunnen we zien met welke gassen het licht in aanraking is geweest. We weten bijvoorbeeld dat CO2 bepaalde kleuren absorbeert. Hoe meer er van die kleuren ontbreken, hoe meer CO2 er in de atmosfeer aanwezig is. Zo kunnen we broeikasgassen nauwkeurig meten."

Zo groot als twee schoenendozen

Beide satellieten zijn ongeveer zo groot als twee schoenendozen, 40 bij 20 bij 20 cm. Van Schreven: "Om de instrumenten hierin te laten passen, hebben we de technologie moeten verkleinen, ofwel “miniaturiseren”. Elk instrument meet één golflengtegebied, ofwel één tot twee gassen. Bestaande instrumenten meten meestal veel verschillende gassen, maar dan krijg je een heel groot, zwaar instrument. Daar moet je een speciaal satellietplatform voor laten ontwikkelen. Onze instrumenten wegen minder dan 9 kilo en kunnen daardoor op een standaard platform worden gemonteerd. Dit scheelt veel kosten en tijd."

Ook bijzonder aan de TANGO-instrumenten is dat ze erg nauwkeurig kunnen meten en met een hoge spatiële resolutie. Dit betekent dat er kan worden gekeken op het niveau van 300 bij 300 meter grondoppervlak. Van Schreven: "Hierdoor kunnen we ook kleinere bronnen van broeikasgassen ontdekken. Dit gaat een grote bijdrage leveren aan de strijd tegen klimaatverandering."

In 3 jaar van ontwerp tot lancering

Het miniaturiseren van technologie vraagt om veel kennis en expertise. Alle onderdelen moeten zeer precies worden gemaakt en naadloos samenwerken. Van Schreven: "Mijn taak is zorgen dat alle disciplines, zoals optisch design, mechanisch design en thermisch design, bij elkaar komen. Dit vraagt zowel organisatorische vaardigheden als technisch inzicht. Ik ben zelf geen specialist, maar praat wel de hele dag met experts. Dus ik moet de technische kant goed begrijpen."

TANGO is voor haar een uniek project. "Normaal gesproken duren ruimtevaartprojecten makkelijk 10 tot 15 jaar. Dan werk je aan een klein onderdeel ervan. Maar omdat TANGO veel sneller kan worden gemaakt, doorlopen we de cyclus van ontwerp, bouwen, testen tot lancering nu in slechts 3 jaar. We maken nu het ontwerp, over 2 jaar gaan we het testen en een jaar daarna vliegt de satelliet al door de ruimte. Het is heel leuk om dat allemaal mee te maken."

Topkwaliteit instrumenten

Dat er zo snel kan worden ontwikkeld, is ook mogelijk dankzij de kennis en ervaring van TNO. Van Schreven: "TNO heeft ruim 60 jaar ervaring in de ruimtevaarttechnologie, en dat merk je. We hebben allerlei disciplines in huis en kunnen zelf testen en kalibreren. Als de kalibratietechnici bijvoorbeeld vragen hebben, is het heel handig dat de ontwerpers een verdieping hoger zitten en zo even kunnen langskomen. Andersom kan ik in de ontwerpfase de kalibratiespecialisten al vragen om even mee te kijken. Zo voorkom je problemen later in het proces."

Dit levert instrumenten op van hoge kwaliteit. "We hebben de afgelopen jaren veel onderdelen voor satellieten aan klanten geleverd, zoals geavanceerde telescopen. We horen elke keer van klanten dat ze heel blij zijn en dat de kwaliteit hoger is dan ze hadden verwacht. Dat is natuurlijk supergaaf om te horen."

Groeien en impact maken bij TNO

Van Schreven werkt nu 5 jaar bij TNO. Ze begon bij de kwaliteitscontrole en groeide door naar haar huidige functie. "Dat vind ik een van de leukste kanten van werken bij TNO: dat je altijd kunt doorgroeien. Er wordt steeds aan je gevraagd: hoe gaat het met je, zit je nog op je plek? En als je aangeeft dat je wil doorgroeien, wordt er echt met je meegedacht. Wat heb je nodig, kun je bijvoorbeeld een cursus doen?"

Wat haar ook aanspreekt, is de positie van TNO: "TNO zit precies tussen de wetenschap en de industrie in. Aan de ene kant is hier ontzettend veel kennis en ervaring en ben je echt bezig met cutting edge technologie. Je leert dus heel veel en je doet nooit hetzelfde. Aan de andere kant blijven we niet hangen in de theorie. We maken concrete producten, die daarna ook echt worden gebruikt. En wat ik ook belangrijk vind: we werken aan maatschappelijke vraagstukken. Ik heb altijd al iets willen doen tegen klimaatverandering en bij TNO is dat mogelijk."

Veel nieuwe mogelijkheden

Wat ziet Van Schreven als de vervolgstappen? "Met de TANGO-missie laten we zien dat kleine satellieten een serieuze rol kunnen spelen in aardobservatie. En dat het mogelijk is om ze heel snel en betaalbaar te ontwikkelen. Dat zou uniek zijn en biedt veel nieuwe mogelijkheden voor de aanpak van klimaatverandering. Het is geweldig dat we hieraan kunnen bijdragen."

Carbyon

Benieuwd wat TNO nog meer doet tegen klimaatbestrijding? Lees over over Carbyon, een start-up die zich met hulp van TNO richt op CO2-filtering.