Tropomi van binnen

Tropomi meet licht dat door de aardatmosfeer is gereisd en vergelijkt dit met licht dat direct van de zon komt. Uit het verschil kunnen wetenschappers de samenstelling van de atmosfeer afleiden. Het licht dat Tropomi opvangt doorloopt vijf belangrijke stappen voordat de wetenschappers ermee aan de slag kunnen.

Stap 1: lachspiegels
Licht valt in de opening van de telescoop. De kleine opening houdt ongewenst strooilicht buiten, net als de zonnekap op een fotocamera. Het licht kaatst vervolgens via twee secuur vervormde spiegels naar een spleet in het instrument. Deze ‘lachspiegels’ maken van het licht een scherpe afbeelding.

Stap 2: splitsing
Een spleet in Tropomi stuurt het licht langs twee verschillende routes door het instrument. De randen moeten ongelooflijk scherp zijn, want zelfs de kleinste rafel zou waarnemingen minder zuiver maken. Licht met golflengtes van 300-500 en 675-775 nanometer mag door de spleet het instrument in. Licht met golflengtes van 270-320 en 2305-2385 nanometer wordt weerkaatst en neemt een andere route door Tropomi.

Stap 3: verzonken tralie
Er zijn vier verschillende lichtbundels, elk van een specifiek golflengtegebied. Drie van die bundels botsen op een conventionele ‘tralie’ die het licht nog verder uit elkaar rafelt in diverse golflengten. Vergelijk het met de regenboog die ontstaat wanneer je licht door een prisma laat vallen. De vierde lichtbundel (2305-2385 nanometer) botst ook op een tralie, maar die tralie is verzonken in een stuk silicium. Dankzij deze ‘truc’ kon de infraroodmodule veertig keer kleiner worden uitgevoerd, terwijl deĀ langste golflengtes nog steeds goed uit elkaar getrokken worden.

Stap 4: foto’s maken
Een detector legt het licht in de verschillende golflengtes vast op de gevoelige plaat. Dat gaat net als bij een digitale fotocamera: met een CCD-sensor. Alleen is de CCD van Tropomi ’s werelds snelste voor deze toepassing. Het kost slechts veertig milliseconden om alle pixels uit te lezen.

Stap 5: inpakken en verzenden
De detector van Tropomi verzamelt veel meer gegevens dan de satellietverbinding met de aarde aankan. Een slim systeem brengt de hoeveelheid data terug tot 17,5 Gigabyte per omloop rond de aarde. Deze gegevens worden via de antenne van de Sentinel-5 precursor satelliet doorgestuurd naar twee grondstations. Daar ondergaan de data een laatste behandeling voordat wetenschappers ermee aan de slag kunnen.

Referentielicht
Wetenschappers onderzoeken het verschil tussen licht dat weerkaatst is door de dampkring en licht dat rechtstreeks van de zon komt. Dus moet Tropomi het licht van de zon ook kunnen opvangen. Hiervoor is een speciale zijingang gebouwd. Eens per dag schakelt de telescoop van aards licht even om naar zonlicht. Zonlicht volgt exact hetzelfde pad door Tropomi (de vijf stappen). De verschillen tussen het ‘referentielicht’ en aards licht zijn dus alleen veroorzaakt door de atmosfeer, nooit door het instrument.

TNO_FredKamphues_13FKC19406

  • Share this:
 

Tropomi tijdlijn