Infrageluid van raketten

Raketten wekken laagfrequente geluidsgolven op, zowel bij de lancering als bij de terugkeer in de atmosfeer. Een raket kan op basis van infrageluid in de atmosfeer over afstanden van meer dan 4.500 kilometer geïdentificeerd worden. Dat blijkt uit een nieuwe studie van het KNMI. Explosies wekken ook laagfrequente geluidsgolven op, voor toetsing van het kernstopverdrag is het van belang raketten van explosies te kunnen onderscheiden.

Het KNMI controleert als Nationaal Data Centrum op de naleving van het kernstopverdrag en houdt de wereld in de gaten op het voorkomen van explosies. Hiervoor wordt het wereldwijde International Monitoring System (IMS)  gebruikt, een netwerk van seismometers,waarmee seismische golven worden geregistreerd, van microbarometers, die hele kleine variaties in luchtdruk registreren, en hydrofoons, microfoons in de oceaan. Hiermee worden respectievelijk de vaste aarde, de atmosfeer en de oceanen gemonitord.

De vaste aarde, de atmosfeer en de oceanen worden gemonitord

Daarnaast worden radionuclides en edelgassen als producten van een kernexplosie in de atmosfeer gemeten. Om een nucleaire testexplosie te onderscheiden van andere bronnen zoals raketten is het van belang te weten welke bronnen soortgelijke seismo-akoestische golven (laagfrequente trillingen en geluidsgolven) opwekken. Dit kunnen bijvoorbeeld ook aardbevingen zijn. 

Bronnen van infrageluid

Infrageluid is geluid in de atmosfeer met een zeer lage frequentie. Onhoorbaar voor de mens maar kan wel gemeten worden met speciale apparatuur. Naast aardbevingen en explosies is ook (onderwater) vulkanisme zichtbaar op de verschillende IMS meetsystemen. 

Aardbevingen, explosies, vulkanisme maar ook supersone bronnen zoals straaljagers, meteoren en raketten wekken infrageluid in atmosfeer op

Daarnaast wekken supersone bronnen infrageluid in de atmosfeer op, voorbeelden hiervan zijn straaljagers, meteoren en raketten die sneller dan het geluid kunnen reizen. Als de geluidsbarrière doorbroken wordt ontstaan er schokgolven die over grote afstanden, duizenden kilometers, als infrageluid meetbaar zijn. Dichterbij kunnen ze als trillingen  gevoeld worden. Het KNMI meet daarom ook zowel infrageluid als seismische trillingen in Nederland om aardbevingen van supersone bronnen in de atmosfeer te kunnen onderscheiden. 

Nucleaire testen en raketlanceringen Noord-Korea

De laatste jaren is Noord-Korea het enige land dat nog nucleaire testen uitvoert. Sinds 2006 heeft het land zes ondergrondse nucleaire testen gedaan oplopend in kracht. Ook voert Noord-Korea raketlanceringen uit waarvan de infrageluid signalen op het IMS zichtbaar zijn (figuur 1). Om een raket te onderscheiden van een explosie is een gedetailleerde analyse van de gemeten infrageluidsignalen nodig. De raketten worden vanaf land gelanceerd, verlaten de dampkring en keren honderden tot duizenden kilometers verderop weer terug in de dampkring.

Om een raket te onderscheiden van een explosie is een gedetailleerde analyse van de gemeten infrageluidsignalen nodig

Zowel de lancering als het terugkeren in de dampkring wekken sterke infrageluidsignalen op. Deze gebeurtenissen apart beschouwen, zou tot een verkeerde interpretatie van een mogelijk testexplosie leiden. Door beide te combineren en het bewegende karakter te proberen achterhalen, kan een raket geïdentificeerd worden (figuur 2). Hierbij speelt de toestand van de (hoge) atmosfeer een belangrijke rol. Afhankelijk van de windsterkte en richting en de temperatuuropbouw, kunnen infrageluidsignalen van raketten al dan niet gedetecteerd worden. De wind en temperatuur bepalen ook hoe het geluid reist. Hierbij zijn de sterke contrasten rond de tropopauze, de overgang tussen de troposfeer en de stratosfeer op zo'n 10 kilometer hoogte, en stratopauze, de overgang tussen de stratosfeer en de mesosfeer op zo’n 50 kilometer hoogte, bepalend.