Wereldwijd planten we miljoenen bomen en investeren we massaal in zonnepanelen en windmolens. Alles om de uitstoot van CO₂ en daarmee de opwarming van de aarde een halt toe te roepen. Toch duurt het bij de meeste maatregelen lang voordat de effecten merkbaar zijn. Bovendien zijn we nog niet hard genoeg op weg om voldoende CO₂-reductie te realiseren, zegt Jeannette Heiligers, assistant professor Astrodyamics & Space Missions aan de TU Delft.

Uitdaging en impact

Het schaduwdoek – met een oppervlakte van liefst 10 miljoen vierkante kilometer – moet zorgen voor een lagere temperatuur in de atmosfeer en zo klimaatverandering beperken. Een project waar veel haken en ogen aanzitten. En niet alleen vanwege de technologische en praktische uitdagingen, zegt Heiligers. “Het is nogal wat om op zo’n grote schaal in te grijpen in een natuurlijk systeem. Het ophangen van een schaduwdoek brengt veel onzekerheden met zich mee. Welke invloed heeft minder zonlicht bijvoorbeeld op neerslagpatronen? En wat zijn de lokale gevolgen? Ook zitten er ethische kanten aan. Wat vinden we er als maatschappij van dat we een aards probleem in de ruimte gaan oplossen? Daar moet allemaal onderzoek naar worden gedaan.”

Zeilen op zonlicht

Het schaduwdoek is een van de toepassingen van een zonnezeil. Heiligers houdt zich al ruim tien jaar bezig met onderzoek naar zonnezeilen. “Een zonnezeil is een extreem dun membraan dat de fotonen van zonlicht reflecteert. In kleine vorm, van zo’n 9 bij 9 meter, is een zonnezeil inzetbaar als voorstuwingsmechanisme van een satelliet. In plaats van op brandstof beweegt die zich dan voort op zonne-energie. Dit maakt de voortstuwing een stuk schoner en zorgt ervoor dat de satelliet veel langer meegaat. Zonlicht is immers oneindig beschikbaar. Hierdoor kan de satelliet naar plekken waar die normaal niet kan komen, zoals bepaalde astroïden, of langdurig stilstaan boven de aarde om metingen te doen.”

Optimale plek schaduwdoek

Volgend jaar vindt de eerste wetenschappelijke missie met een zonnezeil als voortstuwing van een satelliet plaats. De ontwikkeling van het zonnezeil als schaduwdoek staat nog in de kinderschoenen. Aan de TU Delft berekent Heiligers met behulp van modellen en simulaties onder andere de optimale plek in de ruimte. “Om het zonlicht met 2 procent te verminderen, hoeft het doek slechts over een deel van de aardbol een schaduw te werpen. We hebben nu een locatie in de ruimte op het oog die zich daar perfect voor leent, het Lagrangepunt. Dat punt bevindt zich op ongeveer 1,5 miljoen kilometer vanaf de aarde naar de zon. Daar zijn de krachten op een satelliet of ander voorwerp zodanig dat het blijft stilhangen ten opzichte van de aarde.”

Internationale samenwerking

Vanwege de klimatologische en ethische vraagstukken werkt Heiligers vanuit de TU Delft samen in een internationaal consortium, dat vanuit Duitsland wordt geleid. Hierin zitten naast ingenieurs ook klimaatwetenschappers, ethici en filosofen. Heiligers: “Zij houden zich bezig met de gevolgen voor het klimaat en het maatschappelijk draagvlak. Ook de politiek moet hierachter staan, zij beslissen uiteindelijk of we dit wel of niet gaan doen. Voor de uitvoering is sowieso internationale samenwerking nodig. Volgens berekeningen gaat dit project meer dan een biljoen dollar kosten. Dat is niet door een land te dragen. Het is een ontzettend kostbaar en complex project. Ik zie het dan ook niet voor 2040 gebeuren dat we een schaduwdoek operationeel hebben.”