Na een rigoureuze studieronde met onder andere haalbaarheidsstudies, verbeteringen van het meetprincipe en veel meer, is ALTIUS (Atmospheric Limb Tracker for the Investigation of the Upcoming Stratosphere) nu een onderdeel van het Earth Watch-programma van ESA. ESA doopte deze misse "ESA's ozonmissie", maar het begon allemaal bij het BIRA toen het duidelijk werd dat de wereld behoefte zou hebben aan kwaliteitsvolle metingen, met een hoge verticale meetdichtheid, van de ozonlaag, onze bescherming tegen schadelijke UV-straling van de zon.
ALTIUS maakt deel uit van een familie van zogenoemde atmosferische limb sounders: satellietinstrumenten die naar de horizon kijken om de verticale verspreiding van spoorgassen in de atmosfeer beter in kaart te brengen. Het belangrijkste wetenschappelijke doel mag dan wel ozon zijn, maar ook o.a. stratosferische aerosolen, NO2 en temperatuur zullen met ALTIUS gemeten kunnen worden.
Monitoring van tekenen van herstel van de ozonlaag
Deze missie zal helpen bij het monitoren van de eerste tekenen van herstel van de ozonlaag, die door decennia van CFK-uitstoot is aangetast. Bovendien zal ALTIUS ook kunnen bijdragen tot een beter begrip van de klimaatverandering: naarmate de temperatuur wereldwijd stijgt, komen er vaker bosbranden voor, waarbij stof en aerosolen vrijkomen, die op hun beurt de chemie van de stratosfeer (de laag van de atmosfeer tussen 10 en 50 km, waar de ozonlaag zich bevindt) zullen verstoren.
Geofysische informatie destilleren uit gigabytes aan gegevens
Verschillende teams van het BIRA zijn betrokken bij de ontwikkeling van ALTIUS. Momenteel is de grootste uitdaging de voorbereiding van het payload data ground segment: de infrastructuur die de gegevens zal verwerken die door het instrument tijdens de vlucht verstuurd worden. Meer bepaald ontwerpen onze onderzoekers algoritmes om de geofysische meetdata te destilleren uit de gigabytes aan informatie die de satelliet permanent verzamelt.
Hiervoor focussen de algoritmes op de “handtekening” die de ozonmoleculen achterlaten in het zonlicht (of sterrenlicht) dat door de atmosfeer is gepasseerd. Door dit natuurkundig proces nu na te bootsen kunnen we later de gemeten signalen gebruiken om de meest waarschijnlijke samenstelling van de atmosfeer te bepalen.
De afgelopen twee jaar heeft het ALTIUS-team van het BIRA geavanceerde methodes ontwikkeld en toegepast, zoals een model voor stralingsoverdracht (een model voor de interactie tussen licht en de atmosfeer) dat gebruikmaakt van de verbazingwekkende rekenkracht van GPU's, de processoren die zijn geoptimaliseerd voor computerspellen. Ook Artificiële Intelligentie (AI) heeft zijn intrede gedaan in onze algoritmes: zogenoemde neurale netwerken worden getraind om de berekening van de ozonprofielen te versnellen.
Op dit moment kunnen we met onze huidige algoritmes de waarnemingen van eerdere atmosferische limb sounders verwerken. Deze meetgegevens zijn een ideaal zoethoudertje tot de lancering die eind 2025 is gepland.
