Wetenschap

Kijken door eeuwige bewolking

Met vijf reflectoren in een weiland meet geodeet Ramon Hanssen minieme vervormingen van de aarde. Deze maand ontving hij de prestigieuze Bomfordprijs voor zijn onderzoek.

,,Deze methode is spectaculair.”

Vanuit zijn werkkamer in het afgelegen geodesiegebouw kan dr.ir. Ramon Hanssen ze in de gaten houden: de vijf grote voederbakken die hij tussen de schapen in een weiland heeft neergezet. Eruit eten doen de beesten niet, de voederbakken zijn reflectoren % anderhalve bij anderhalve meter groot % die radargolven van een satelliet terugkaatsen. De satelliet kan zo veranderingen van het aardoppervlak in kaart brengen.

Met zijn onderzoek won Hanssen de Bomfordprijs; de belangrijkste internationale onderzoeksprijs van geodesie voor onderzoekers jonger dan 40 jaar, die slechts eens in de vier jaar wordt uitgereikt. In juli mag Hanssen de prijs tijdens een congres in Japan komen ophalen. ,,Waarom ik de prijs krijg? Ik heb eraan bijgedragen een nieuwe techniek te introduceren in de geodesie.”

Het observeren van de aarde met satellieten is natuurlijk niet nieuw. Met behulp van satellietfoto’s maakt men al jaren topografische kaarten. Een mooie methode, maar er is een probleem. Hanssen: ,,Sommige plekken op aarde zijn altijd bewolkt. Indonesië bijvoorbeeld. Dat maakt observatie met foto’s onmogelijk. En ook in Europa is maar een op de tien beelden vrij van bewolking.”

Sinds een jaar of acht is daar een oplossing voor. Satellieten tasten de aarde af met radargolven. Afhankelijk van het oppervlak waarop de straling weerkaatst komen veel of weinig golven terug bij de satelliet. Door de inkomende data te analyseren en te bewerken ontstaat een driedimensionaal plaatje van de aarde. Hanssen: ,,Met behulp van de radar konden onderzoekers voor het eerst hoogtekaarten van de bewolkte gebieden maken.”

Maar de nauwkeurigheid van die nieuwe kaarten laat nog te wensen over. Meetfouten van vijftien tot twintig meter zijn normaal. ,,Behoorlijk nauwkeurig voor een satelliet die achthonderd kilometer boven het aardoppervlak zweeft, maar voor Nederlandse maatstaven is het niet voldoende. Wij willen de hoogteverschillen tot op vijf centimeter nauwkeurig weten.” Waardeloos is de methode daarmee nog niet. Eens in de vijf weken maakt de satelliet van elk stukje aarde een nieuwe foto. Door de nieuwe beelden met de oude beelden te vergelijken ontstaan interessante inzichten: omdat de afwijking van de satelliet gelijk blijft, blijken deformaties van het aardoppervlak op de millimeter nauwkeurig te bepalen.

Dakkapel

,,En dat is spectaculair”, meent Hanssen. ,,Zulke nauwkeurigheden zijn voorheen alleen verkregen bij terrestrische metingen % metingen op de grond. Met de satelliet zijn niet alleen de gevolgen van een tektonische verschuiving, een aardbeving of een vulkaanuitbarsting te detecteren, maar ook kleinere deformaties zoals de verzakkingen in het Delftse centrum door het onttrekken van grondwater door DSM Gist.”

Er is helaas ook een beperking. De satelliet kan alleen de deformaties detecteren van de objecten die voldoende straling reflecteren. Hanssen pakt een radarbeeld van Delft erbij en wijst op de witte vlekjes. ,,Dit zijn de punten in de stad die goed reflecteren. Probleem is dat ik niet weet welke objecten dat zijn. Het kan een muur of een dakkapel zijn, maar ook iets anders. Ik kaner dus niet naartoe gaan om ter plaatse te meten.”

En daarom staan de reflectoren in het weiland. Door de resultaten van de satelliet te vergelijken met de op de grond gemeten verzakkingen kan de onderzoeker de metingen controleren. In de toekomst verwacht Hanssen zonder reflectoren te kunnen. In zijn dromen heeft hij het plaatje van de Randstad al voor zich. ,,Dan kunnen we de effecten van de HSL, de Noord-Zuidlijn of de oliewinning in Rotterdam in kaart brengen.”

Met vijf reflectoren in een weiland meet geodeet Ramon Hanssen minieme vervormingen van de aarde. Deze maand ontving hij de prestigieuze Bomfordprijs voor zijn onderzoek. ,,Deze methode is spectaculair.”

Vanuit zijn werkkamer in het afgelegen geodesiegebouw kan dr.ir. Ramon Hanssen ze in de gaten houden: de vijf grote voederbakken die hij tussen de schapen in een weiland heeft neergezet. Eruit eten doen de beesten niet, de voederbakken zijn reflectoren % anderhalve bij anderhalve meter groot % die radargolven van een satelliet terugkaatsen. De satelliet kan zo veranderingen van het aardoppervlak in kaart brengen.

Met zijn onderzoek won Hanssen de Bomfordprijs; de belangrijkste internationale onderzoeksprijs van geodesie voor onderzoekers jonger dan 40 jaar, die slechts eens in de vier jaar wordt uitgereikt. In juli mag Hanssen de prijs tijdens een congres in Japan komen ophalen. ,,Waarom ik de prijs krijg? Ik heb eraan bijgedragen een nieuwe techniek te introduceren in de geodesie.”

Het observeren van de aarde met satellieten is natuurlijk niet nieuw. Met behulp van satellietfoto’s maakt men al jaren topografische kaarten. Een mooie methode, maar er is een probleem. Hanssen: ,,Sommige plekken op aarde zijn altijd bewolkt. Indonesië bijvoorbeeld. Dat maakt observatie met foto’s onmogelijk. En ook in Europa is maar een op de tien beelden vrij van bewolking.”

Sinds een jaar of acht is daar een oplossing voor. Satellieten tasten de aarde af met radargolven. Afhankelijk van het oppervlak waarop de straling weerkaatst komen veel of weinig golven terug bij de satelliet. Door de inkomende data te analyseren en te bewerken ontstaat een driedimensionaal plaatje van de aarde. Hanssen: ,,Met behulp van de radar konden onderzoekers voor het eerst hoogtekaarten van de bewolkte gebieden maken.”

Maar de nauwkeurigheid van die nieuwe kaarten laat nog te wensen over. Meetfouten van vijftien tot twintig meter zijn normaal. ,,Behoorlijk nauwkeurig voor een satelliet die achthonderd kilometer boven het aardoppervlak zweeft, maar voor Nederlandse maatstaven is het niet voldoende. Wij willen de hoogteverschillen tot op vijf centimeter nauwkeurig weten.” Waardeloos is de methode daarmee nog niet. Eens in de vijf weken maakt de satelliet van elk stukje aarde een nieuwe foto. Door de nieuwe beelden met de oude beelden te vergelijken ontstaan interessante inzichten: omdat de afwijking van de satelliet gelijk blijft, blijken deformaties van het aardoppervlak op de millimeter nauwkeurig te bepalen.

Dakkapel

,,En dat is spectaculair”, meent Hanssen. ,,Zulke nauwkeurigheden zijn voorheen alleen verkregen bij terrestrische metingen % metingen op de grond. Met de satelliet zijn niet alleen de gevolgen van een tektonische verschuiving, een aardbeving of een vulkaanuitbarsting te detecteren, maar ook kleinere deformaties zoals de verzakkingen in het Delftse centrum door het onttrekken van grondwater door DSM Gist.”

Er is helaas ook een beperking. De satelliet kan alleen de deformaties detecteren van de objecten die voldoende straling reflecteren. Hanssen pakt een radarbeeld van Delft erbij en wijst op de witte vlekjes. ,,Dit zijn de punten in de stad die goed reflecteren. Probleem is dat ik niet weet welke objecten dat zijn. Het kan een muur of een dakkapel zijn, maar ook iets anders. Ik kaner dus niet naartoe gaan om ter plaatse te meten.”

En daarom staan de reflectoren in het weiland. Door de resultaten van de satelliet te vergelijken met de op de grond gemeten verzakkingen kan de onderzoeker de metingen controleren. In de toekomst verwacht Hanssen zonder reflectoren te kunnen. In zijn dromen heeft hij het plaatje van de Randstad al voor zich. ,,Dan kunnen we de effecten van de HSL, de Noord-Zuidlijn of de oliewinning in Rotterdam in kaart brengen.”

Redacteur Redactie

Heb je een vraag of opmerking over dit artikel?

delta@tudelft.nl

Comments are closed.