De Meteosat-kunstmanen, wier beelden we al 25 jaar kunnen bewonderen in de weerpraatjes op tv, zijn aan vervanging toe. Eind augustus bracht een Ariane-5 raket de eerste van een nieuwe generatie Europese weersatellieten in een baan om de aarde. MSG-1 zal twintig keer meer gegevens verzamelen dan zijn voorgangers. Hij moet helpen het weer beter te voorspellen en de veranderingen van het klimaat beter te begrijpen.
Het is avond in Kourou in Frans-Guyana. Plots kleurt de hemel boven het nabijgelegen Centre Spatial Guyanais (CSG) oranje. Een Ariane-5, het werkpaard van de Europese ruimtevaart, vertrekt naar de ruimte. In dit Franse overzeese departement in het noorden van Zuid-Amerika gaan de Ariane-raketten van start voor hun commerciële missies. Een volledige lanceercampagne duurt 35 werkdagen, vanaf de assemblage van de verschillende onderdelen van de Ariane-5 en het aanbrengen van een of twee satellieten op de raket tot de lancering. Deze keer gaan twee kunstmanen mee: de communicatiesatelliet Atlantic Bird 1 en de weersatelliet Meteosat Second Generation 1 (MSG-1).
De ongeveer 50 meter hoge Ariane-5 vertrekt zeven seconden na de ontsteking van de Vulcain –motor van zijn centrale trap. Dan beginnen de twee zijraketten met elk 238 ton vaste brandstof hun stuwkracht te ontwikkelen en verheft een massa van 750 ton zich van het lanceerplatform. In de centrale rakettrap voeden 26 ton vloeibare waterstof en 132 ton vloeibare zuurstof op uiterst koude temperaturen de Vulcain.
De vluchtleiders beperken de risico’s tot een absoluut minimum. Zo is een dag eerder de lancering uitgesteld wegens ‘een probleem tussen de raket en het grondstation’. Ook vandaag verscheen op de schermen van het controlecentrum even een rood licht. Maar nu is alles in orde. Twee en een halve minuut na de lancering hebben de zijraketten hun taak vervuld. Ze worden op ongeveer 70 kilometer hoogte afgestoten en vallen in zee. Nog geen minuut later is ook de neuskegel, die de satellieten beschermt tijdens de doortocht door de atmosfeer, overbodig. De raket vliegt dan al op een hoogte van meer dan honderd kilometer.
De Vulcain stuwt het overblijvende deel van de Ariane-5 verder naar de ruimte. Deze motor is een staaltje van uiterst geavanceerde technologie en functioneert bijna tien minuten. Daarna heeft ook de centrale rakettrap zijn rol gespeeld. Hij valt in de Stille Oceaan op ruim duizend kilometer voor de kust van Colombia.
De bovenste trap van de Ariane-5 brengt de twee satellieten aan boord verder naar hun juiste baan. Nog geen 40 minuten na de lancering heeft de Ariane-5 zijn opdracht uitgevoerd. De satellieten zijn bijna perfect afgeleverd in een ‘geostationaire transferbaan’, een langgerekte ellips rond de aarde tussen 580 en 36.000 kilometer boven het aardoppervlak.
Na de geslaagde lancering op 28 augustus zijn in het controlecentrum Jupiter blije gezichten te zien. Ruimtevaart is in zeker opzicht wel routine geworden, maar het blijft een activiteit die de grenzen van het technisch kunnen aftast. Arianespace, het bedrijf dat de Arianes exploiteert, houdt zijn klanten graag tevreden. Dat lukt het best met geslaagde lanceringen. Want er is felle concurrentie in de ruimtetransportbusiness, met name van Amerikaanse, Russische en Chinese raketten.
TWINTIG KEER MEER INFORMATIE
De eerste satelliet die Ariane-5 in de ruimte bracht, is Atlantic Bird 1 met een massa van 2700 kilogram. Gebouwd door het Italiaanse Alenia Spazio, zal hij voor de Europese satellietuitbater Eutelsat gedurende 15 jaar instaan voor transatlantische communicatie, het doorsturen van beelden en internetdiensten.
De andere is MSG-1, de eerste van een nieuwe generatie Europese weersatellieten. Met zijn massa van 2000 kilogram is hij bijna drie keer zo zwaar als zijn zeven voorgangers. 50 bedrijven uit 13 Europese landen onder leiding van het Franse Alcatel Space hebben hem gebouwd. Samen met twee andere nog te lanceren MSG-satellieten moet hij in de eerste plaats de waarnemingen voortzetten van de Meteosatkunstmanen van de eerste generatie, waarvan we de beelden al 25 jaar dagelijks in de weerpraatjes op televisie kunnen bewonderen. Maar er is meer. MSG-1, 2 en 3 zullen de volgende 12 jaar gegevens verzamelen die moeten zorgen voor betere weersvoorspellingen en een beter inzicht in de oorzaken van de veranderingen van het klimaat op onze planeet.
De volgende weken zal MSG-1 met behulp van zijn eigen motor naar een cirkelvormige geostationaire baan op 36.000 kilometer boven het aardoppervlak worden geleid. In zo’n baan draait een satelliet in 24 uur rond de aarde en ‘hangt’ hij dus van de grond af gezien in een vast punt aan de hemel boven de evenaar. Zo ziet hij steeds hetzelfde halfrond van de aarde onder zich, interessant voor communicatie- en weersatellieten. MSG-1 zal zich boven de Golf van Guinea bevinden en vandaaruit constant neerkijken op Europa, Afrika en de Indische en Atlantische Oceaan.
De satelliet heeft twee belangrijke instrumenten aan boord. De Spinning Enhanced Visible & Infrared Imager (SEVIRI) is gebouwd door Astrium, een joint venture van de European Aeronautic Defence and Space Company (EADS) en BAE Systems. SEVIRI is als het ware het oog van de weersatelliet, maar dan een superoog dat de aarde door 12 verschillende brillen bekijkt. Of iets technischer: het is een ’telescoop’ die de straling van de aarde waarneemt in 12 golflengten in zichtbaar en infrarood licht. Daardoor ziet hij telkens een bijzonder aspect van het weer en het klimaat op onze aardbol, van gewone beelden van het weer overdag tot de temperatuur van de wolken ’s nachts, van de temperatuur van het aardoppervlak en waterdamp tot gassen en stofdeeltjes in de atmosfeer. Dit betekent een enorme vooruitgang in vergelijking met de vroegere Meteosats die de aarde slechts op drie manieren bekeken: visueel, infrarood en in waterdamp.
MSG zal ook twee keer zoveel beelden van de aarde maken, om het kwartier in plaats van elk halfuur. Dat is vooral interessant voor weersverschijnselen die zich op zeer korte termijn ontwikkelen. Handig om bijvoorbeeld luchthavens een paar uur van tevoren te waarschuwen voor storm, hevige neerslag of mist. Daarbij helpt ook dat MSG 2,5 keer scherper ziet en op zijn opnamen details van één kilometer zal tonen. Daarmee kan men bijvoorbeeld de juiste plaats van stormfronten of mistbanken nauwkeuriger bepalen. MSG zal ook langer operationeel zijn: zeven jaar in plaats van vijf. Al met al zal MSG-1 maar liefst twintig keer meer informatie opleveren dan zijn Meteosatvoorgangers.
NIEUWE PRODUCTEN
Dat alles moet leiden tot betere weersvoorspellingen, vooral op korte en middellange termijn. Directeur Henri Malcorps van het Koninklijk Meteorologisch Instituut (KMI) zag MSG-1 in Kourou naar de ruimte vertrekken. ‘MSG zal pas operationele producten opleveren tegen het eind van dit jaar’, zegt hij. ‘We gaan de gegevens van de satelliet in de modellen voor weersvoorspelling inbrengen en dat moet tot betere weersvoorspellingen leiden. Voor voorspellingen op langere termijn liggen de zaken wat moeilijker, onder meer wegens de beperkingen in de capaciteit van de computers. Daarbij zien we wel een spectaculaire verbetering, maar dat heeft niet tot aanzienlijk betere voorspellingen geleid.’
Volgens Malcorps is ook de nauwkeurigheid van de gegevens waarvan men vertrekt belangrijk en precies daar is MSG een belangrijke stap vooruit. ‘In het Britse Reading gaat men na hoe voorspellingen veranderen als men de input van de gegevens aanpast. Soms kan dat aanzienlijke afwijkingen opleveren, soms zien we weinig verschillen. Op termijn is misschien een goede weersvoorspelling over een periode van tien dagen mogelijk. Maar het is moeilijk te zeggen wanneer dat het geval zal zijn. Op het vlak van nowcasting, voorspellingen op zeer korte termijn in de orde van amper enkele uren, zullen we waarschijnlijk veel vlugger tot betere resultaten komen.’
MSG moet leiden tot ongeveer 150 nieuwe producten die hun oorsprong vinden in een concept waarbij zoveel mogelijk kennis uit verschillende landen samenkomt. Elke Satellite Application Facility (SAF) houdt zich bezig met een specifieke meteorologische toepassing. ‘Het KMI is bij verschillende van die SAF’s betrokken’, aldus Malcorps. ‘Sommige houden zich bezig met weersvoorspelling, andere hebben te maken met onder meer de evolutie van het klimaat, het ijs op de oceanen, het ozon en de wisselwerking tussen land en atmosfeer. Veel van deze projecten zitten nog in een ontwikkelingsfase.’
Een tweede belangrijk instrument aan boord van MSG-1 is GERB of Global Earth Radiation Budget. Ons land is samen met het Verenigd Koninkrijk en Italië bij de ontwikkeling ervan betrokken. GERB houdt de stralingsbalans van de aarde in de gaten. Dit is de verhouding tussen de hoeveelheid energie die onze planeet van de zon ontvangt en die ze daarna terug uitstraalt. ‘We hebben al heel lang de bedoeling dit verschijnsel beter te onderzoeken’, verduidelijkt Malcorps. ‘Van belang is dat we de energie-uitwisseling tussen de aarde en de atmosfeer op globale schaal bekijken. Tot op heden is dat nog nauwelijks gebeurd. Nochtans is dit gegeven zeer belangrijk en fundamenteel voor het klimaat op onze planeet. Wij zullen vanuit het controlecentrum in het Duitse Darmstadt gegevens krijgen. Wij verwerken ze dan met programma’s die wij op het KMI ontwikkelden en sturen ze dan terug naar Darmstadt voor operationeel gebruik.’
MSG-1 is ook een relaisstation van zijn eigen in Darmstadt verwerkte gegevens naar eindgebruikers. Maar hij zal eveneens gegevens van automatische stations op het land en in schepen, bakens en vliegtuigen ontvangen en doorsturen naar de grond. Verder kan MSG-1 in het kader van het internationaal opsporings- en reddingsprogramma Kospas-Sarsat noodsignalen opvangen van schepen, vliegtuigen en andere voertuigen.
De nieuwe MSG-weersatellieten zullen natuurrampen als stormen, droogte en overstromingen niet kunnen voorkomen. Maar ze zullen ze wel beter helpen voorspellen. En dat komt niet alleen onze levenskwaliteit ten goede. Voor veel takken van de industrie zoals de bouw, de transportsector en de energiesector zijn nauwkeurige weersvoorspellingen ontzaglijk belangrijk. Dat de Europese weersatellieten hun geld waard zijn, blijkt uit enkele cijfers. Bij de eerste generatie Meteosats bedroegen de jaarlijkse exploitatiekosten ongeveer 50 miljoen euro. Het economische voordeel voor Europa alleen bedraagt op jaarbasis naar schatting 138 miljoen euro. Maar daarnaast maken ook heel wat ontwikkelingslanden gebruik van de Meteosatgegevens. Het Europese superoog in de ruimte komt niet alleen de ‘oude wereld’ ten goede.
Benny Audenaert
België is betrokken bij de ontwikkeling van belangrijke meetinstrumenten aan boord van de MSG-1.
