De jacht op oceaanplastic
Plastic afval werd in een realistisch schaalmodel van de Atlantische Oceaan gedumpt om te testen of ruimtevaarttechnologieën in staat zijn het vanuit de ruimte te detecteren.
Een reële schatting is dat er elk jaar 10 miljoen ton plastic in de oceaan terecht komt. Dit komt overeen met het dumpen van een verse vrachtwagenlading plastic per minuut, maar van slechts 1% weten onderzoekers wat ermee gebeurt. Als kan worden aangetoond dat het in de praktijk werkt, zouden satellietobservaties in de toekomst kunnen helpen de verspreiding ervan te volgen en te zien waar het plastic naartoe gaat.
“Ons doel is een paar fundamentele vragen te beantwoorden”, zegt ESA's Head of Antennas and Submillimeter Waves Peter de Maagt, die de supervisie over de campagne heeft.
“Om te beginnen, kunnen we überhaupt drijvend plastic opsporen vanuit de ruimte? En zo ja, welke technieken zijn het meest veelbelovend, op welke frequentie en met welke gevoeligheid? Tot nu toe hadden onderzoekers over het algemeen onderbuikgevoelens over wat het beste zou kunnen functioneren, maar we willen giswerk uitsluiten.”
De testcampagne vond plaats in het enorme Atlantic Basin van het onderzoeksinstituut Deltares in Nederland, vlak bij Delft.
Anton de Fockert, waterbouwkundig ingenieur bij Deltares, legt uit: “Dit unieke bassin van 650 m² is uitgerust met golfgeneratoren die realistische diepwatergolven creëren, zoals je die aantreft in de oceaan.”
Peter merkt op: "We hebben besloten deze faciliteit ter beschikking te stellen aan diverse Europese groepen die onderzoek doen naar verschillende satellietmethoden om plastic zwerfvuil op zee te identificeren. De teams zijn gerekruteerd via het Open Space Innovation Platform van ESA, dat op zoek is naar innoverende ideeën voor nieuwe ruimteonderzoeksactiviteiten.”
Anton de Fockert vult aan: "Het in het bassin gebruikte plastic bevatte zowel materiaal dat eerder uit zee was gehaald bij opruimacties van Stichting de Noordzee en Schone Rivieren als ook “verse” monsters.” Om het helemaal realistisch te maken, werden er veel voorkomende voorwerpen die op zee worden aangetroffen, zoals plastic zakken, flessen, scheepsnetten en -touwen, bestek en piepschuim ballen, in het bassin geplaatst. Er werden ook niet-plastic voorwerpen toegevoegd, zelfs sigarettenpeuken, om de werkelijke distributie op zee beter na te bootsen.
"De eerste testcampagne heeft twee weken geduurd, plus een voorbereidingsweek voor de opbouw”, aldus Peter. "We zijn simpel begonnen met heel veel drijvend plastic en geen golven, en verminderden de totale hoeveelheid plastic toen we met rustige golven begonnen die we daarna geleidelijk groter maakten."
De deelnemende teams en hun gespecialiseerde instrumenten, die bedoeld waren om waarnemingen vanuit de ruimte te simuleren, observeerden van bovenaf.
Teams van het Instituut voor Telecommunicatie in Portugal en de Universiteit van Stirling in Schotland gebruikten radarteledetectie. De Polytechnische Universiteit van Catalonië in Spanje maakte gebruik van GNSS-reflectometrie, gebaseerd op weerkaatste signalen van navigatiesatellieten. En een groep van de Universiteit van Oldenburg in Duitsland gebruikte optische instrumenten.
Tegelijkertijd voerde een gecombineerd team van de Universiteit van Alberta in Canada en de Technische Universiteit Delft in Nederland fundamentele fysische analyses uit, waaronder pogingen om het golfdempende effect van plastic zwerfafval op zee beter te kwantificeren, wat in de toekomst zou kunnen worden gebruikt om plasticconcentraties in te schatten.
"We zijn nu onze gegevens aan het verwerken," legt Peter uit. "De eerste resultaten zien er veelbelovend uit. De teams hebben namelijk onder bepaalde omstandigheden bruikbare signalen ontvangen, maar er moet nog veel meer onderzoek worden uitgevoerd. We willen de tijd tussen deze testcampagne en de follow-up, die begin volgend jaar zal plaatsvinden, gebruiken om de hiaten in de kennis die nadere aandacht behoeven, in kaart te brengen."
Dit project maakt deel uit van een grotere OSIP-campagne omtrent plastic zwerfafval in de oceanen die wordt ondersteund door ESA's Discovery and Preparation programma, dat zich toelegt op fundamenteel onderzoek voor het leggen van de basis voor toekomstige missies van de organisatie.
Bekijk de volledige documentaire Planet Aqua over ruimtevaarttechnologieën voor waterbeheer, waaronder het opsporen van plastic afval in de zee, met ESA-astronaut André Kuipers als gastheer.