De zon volgen, cruciaal in atmosfeeronderzoek
Om de samenstelling van de atmosfeer met een optische spectrometer te bestuderen, is zonlicht essentieel. Hoe langer je de zon in het vizier houdt, hoe meer informatie je verzamelt en hoe efficiënter je instrument wordt.
Spectrometers die vanop de aardbodem de atmosfeer bestuderen, hebben er dus alle baat bij dat er aan hun ingang een systeem gemonteerd wordt dat het zonlicht van de vroege ochtend tot vlak voor zonsondergang naar binnen loodst. Een zonnevolger met andere woorden.
In de voorbije twintig jaar werden aan het BIRA verschillende zonnevolgers ontworpen, gebouwd en gebruikt. De zonnevolgers van de eerste generatie worden nu vervangen door robuustere en flexibelere mini-zonnevolgers.
Zonnevolgers van de eerste generatie
De zonnevolgers die tussen 2000 en 2020 door de ingenieursafdeling van het BIRA werden ontworpen en gebouwd zijn volledige mechanische, elektrische en elektronische systemen waarbij een set van twee spiegels (één azimuth en één elevatie) wordt aangedreven. Ze kunnen autonoom werken en vanop afstand bediend worden.
Ze werden (en worden nog steeds) bijna altijd gebruikt samen met de infrarode Fouriertransformatie (FTIR) spectrometers van het BIRA, die precisiemetingen doen van bepaalde atmosferische bestanddelen (in het bijzonder methaan), meestal in het kader van ijkcampagnes in wereldwijde netwerken zoals NDACC en TCCON.
Deze BIRA-zonnevolgers van de eerste generatie staan ondermeer:
- op Ile de la Réunion,
- in Brazilië,
- in India,
- in Congo,
- op de eigen Pool Ruimte in Brussel.
Een bewegende opstelling dag-in-dag-uit laten functioneren in uitdagende omstandigheden (hoge of lage temperaturen, vochtige en zoute omgeving nabij de zee) ligt niet voor de hand.
Door de jaren heen werden verbeteringen aangebracht aan het bestaande concept, maar in 2020 werd beslist om een grondig herontwerp uit te voeren. Technologie staat niet stil en de eerste generatie zonnevolgers was aan een grondige update toe.
De mini-zonnevolger komt eraan
De mechanische structuur en de stuurelektronica van de originele zonnevolger werden verfijnd tot een (kleinere) veelzijdige, autonome, robuuste mini-zonnevolger van de tweede generatie.
Meer bedrijfszekere draaiplatformen werden ingebouwd om de volgspiegels te sturen. De behuizing werd gerestyled en voorzien van betere afdichtingen zodat vocht en zout niet langer een probleem vormen.
De ervaring opgedaan met de eerste generatie zonnevolgers werd gebruikt om de elektronische aansturing helemaal te herontwerpen, met als doel de robuustheid en de flexibiliteit te verhogen. Ook de ingebedde software, die ervoor zorgt dat de spiegels de zon volgen, werd volledig herschreven in veelzijdige en overzichtelijke Python-code.
De mini-zonnevolger is nog steeds de ideale compagnon voor BIRA's infrarode Fouriertransformatie spectrometers, maar is nu ook koppelbaar aan andere instrumentatie. Momenteel wordt overwogen om de mini-zonnevolger te koppelen aan een spectrometer die, vanop windmolens, de emissies van individuele schepen die op de Noordzee varen, zal meten en controleren in het kader van het SEMPAS-project.
