Deze camera van Nederlandse bodem haalt data op waardoor internationale wetenschappers kunnen achterhalen wat de invloed van hele kleine stofdeeltjes is op het klimaat. En hoewel hij maar klein van stuk is, zijn de gegevens die SPEXone verzamelt van grote waarde voor de maatschappij. “Het uiteindelijke doel is dat we aan de hand van de data van deze klimaatcamera betere voorspellingen kunnen doen over de opwarming van de aarde. Dus of de aarde straks twee graden opwarmt of vier.”

Zo werkt SPEXone

Het Nederlandse ruimteonderzoeksinstituut SRON ontwikkelde samen met Airbus Netherlands deze klimaatcamera met ondersteuning van TNO. Het Netherlands Space Office (NSO) heeft met middelen van het Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap (OCW) een groot deel van het project gefinancierd.

Maar hoe werkt SPEXone nou precies? “Zonlicht valt op de aarde en wordt via de atmosfeer weer teruggekaatst naar de ruimte”, legt Alexander uit. “Dat licht vangt SPEXone op en hieruit kan het apparaat informatie halen over fijnstofdeeltjes in de atmosfeer. Fijnstofdeeltjes hebben een grote invloed op het klimaat. Zo kunnen ze licht weerkaatsen nog voordat het de aarde raakt. Dat zorgt ervoor dat de aarde afkoelt. Maar er is ook een type fijnstof dat licht absorbeert, waardoor de aarde opwarmt. Daarnaast heeft fijnstof effect op de vorming van wolken. Bij veel fijnstof bijvoorbeeld, ontstaan er veel witte wolken. Wolken weerkaatsen ook licht naar de ruimte nog voordat het de aarde raakt. Tot nu toe was er grote onzekerheid wat het netto-effect is van de stofdeeltjes op het klimaat. Met de data die SPEXone verzamelt, hebben we daar beter zicht op en kunnen we beter voorspellen hoeveel extra broeikasgasuitstoot correspondeert met hoeveel graden extra opwarming.”

Uitdagende omgeving

Bij het creëren van SPEXone bestond de taak van Alexander uit het omzetten van het theoretische ontwerp van het optische systeem naar een echt tastbaar  apparaat. ”Ik moest bijvoorbeeld van de spiegels en lenzen echte objecten maken. Het was daarbij belangrijk om de lenzen en spiegels nauwkeurig ten opzichte van elkaar te installeren en ervoor te zorgen dat ze op hun plek blijven. Want de ruimte is een uitdagende omgeving. Naast de extreme temperaturen en de straling moet zo’n instrument ook een raketlancering overleven. En dan zijn er nog verschillende schokken die het instrument moet doorstaan wanneer de satelliet zich uitvouwt.”   

Het was precisiewerk waarbij je met veel factoren rekening moest houden. “Ik kon bijvoorbeeld alles wel heel solide maken, omdat dat goed is voor de stabiliteit, maar een solide instrument heeft ook weer nadelen voor de lanceerbaarheid.” Dit is juist een van de redenen waarom Alexander van dit werk houdt. “Ik heb sowieso een passie voor precisietechniek. Dus dat je iets ontwerpt volgens bepaalde constructieprincipes, waardoor je ervoor kunt zorgen dat die componenten heel stabiel en heel precies op hun plek blijven zitten, ook in extreme situaties. Ik ben dus constant op zoek naar hoe je die puzzel kunt maken. Dat maakt het uitdagend.”

Expertise uit mbo onmisbaar

Een ander belangrijk aspect bij het ontwerp van zo’n instrument is de materiaalkeuze. “Het systeem werkt alleen goed als alles precies op de micrometer af op de goede plek staat. Dat stelt ook eisen aan de materiaalkeuze. Hoe glad kun je bijvoorbeeld een spiegel maken? Vaak willen we iets dat tegen de grens aanzit van wat mogelijk is in de techniek. Dus dan ga je in gesprek met experts op dit vlak. Vaak zijn dit mensen met een mbo-achtergrond. Zij hebben specifieke kennis in huis over de maakbaarheid van deze nauwkeurige objecten. Zonder deze mensen hadden we SPEXone niet kunnen maken.”

Zelf heeft Alexander ook een mbo-achtergrond. “Ik heb hb0-werktuigbouwkunde gedaan, maar daarvoor de Leidse instrumentmakers School. Daardoor kan ik op alle niveaus meepraten en begrijp ik zowel de taal van de instrument wetenschappers als instrumentenmakers. Daarnaast kan ik door mijn mbo-achtergrond denken vanuit maakbaarheid, waardoor ik geen dingen ontwerp die niet maakbaar zijn. Dat maakt mij absoluut een betere ontwerper.”

Internationale samenwerking essentieel

Ook de internationale context waarin Alexander opereert, spreekt hem aan. “Ik zat vaak in het buitenland voor overleg met NASA of om testen uit te voeren met SPEXone. Ik werkte daar samen met collega’s met wie ik een goede band heb opgebouwd. Dat was wel bijzonder. En het heeft mij op leuke plekken gebracht.”
 

Nederland

En in hoeverre is het bijzonder dat SPEXone in Nederland werd gebouwd? “Nederland heeft een goede reputatie als het om instrumentenbouw gaat”, vertelt Alexander. “Zo is TNO echt een wereldspeler als het gaat om het produceren van nauwkeurige spiegels. Zij zijn misschien wel de enige in de wereld die dat soort spiegels kunnen maken. En SRON heeft een unieke combinatie van expertises die vereist is voor het bouwen van dit soort instrumenten. Wetenschappers, engineers en ontwikkelaars van detectietechnologie werken samen onder één dak. Dus eigenlijk was Nederland een heel logische keuze.”

Vitaal belang

De investering van onder andere OCW is van essentieel belang geweest. “Zonder die investering hadden we SPEXone nooit kunnen ontwikkelen. En door data van SPEXone hoop ik dat we straks goed klimaatbeleid ontwikkelen. Dat is niet alleen voor ons van vitaal belang, maar ook voor toekomstige generaties.”

Alexander is al vanaf het begin - in 2017 - betrokken geweest bij het project. “Het was een lange tijd het enige project waaraan ik heb gewerkt, dus het ging mijn leven wel een beetje beheersen.” Dat het uiteindelijk gelukt is om SPEXone te bouwen en lanceren, maakt hem dan ook zeker trots. “Toen ik SPEXone de lucht in zag gaan, wetende hoeveel werk erin zit van al die mensen, dat was ontzettend gaaf.”