Scriptiebank overzicht

Wide-field-of-view (WFOV) imaging systems are highly valued for space-based
observation. They are particularly challenging to design due to the presence of
off-axis aberrations. This thesis presents three novel wide-field-of-view (WFOV)
ultraviolet (UV) imaging architectures for the Mars Imager for Dust and Ice
clouds Monitoring (MIDIM): a 2D non-scanning multispectral imager, a 2D
scanning multispectral imager, and a 1D pushbroom multispectral imager. The UV
spectral range is intended and optimized for climate monitoring of Mars, including
atmospheric circulation and dynamics, dust cycles and storms, and water cycles,
clouds, and atmospheric chemistry.
Our research work tackles the optical design of WFOV UV imagers, exploring
different configurations and benefiting from freeform optical design. The key
challenges we faced were dealing with the off-axis aberrations due to the wide
fields, vignetting, and angle-of-incidence (AOI) reduction, while still keeping the
designs manufacturable and within the packaging requirements. Furthermore, the
UV operation range further increased the complexity and difficulty of the design as
the optical throughput needs to be increased due to low radiometric signals paired
with the small Airy disk compared to larger wavelength ranges. Finally, to ensure a
manufacturable design, a design-for-manufacturing approach was adopted, taking
system tolerances into account.
The 2D scanning multispectral imager showed the most optimal performance
despite its increased system complexity, such as the inclusion of a scan mirror,
while the 2D non-scanning multispectral imager showed the worst nominal
and radiometric performance. The 1D pushbroom multispectral imager showed
a comparable nominal performance to the 2D scanning system. However,
it lacked the tolerance robustness. The 2D scanning multispectral imager
shows an unprecedented performance featuring a WFOV of 48° × 10°, spatial
resolution of 2.50 km, F/# of 4.63, 80% of the encircled energy confined within
a radius of 2.15 µm, distortion of 7.30%, MTF ≥ 0.91 at 50 cycles/mm, volume of
170 × 150× 135 mm³, and smeared spatial resolutions between 5.96 km and
12.06 km for an SNR of 100 at 220 nm on Mars.
This work presents the full optical design methodology and results, adopting a
design for manufacturing approach, taking into account the path towards further
prototyping of the design. Consequently, with our research, we hope to pave
the way towards a novel UV space-based imaging telescope, enhancing space
exploration.

Deze thesis onderzoekt hoe verstedelijking en luchtvervuiling de microfysische eigenschappen van neerslag in België beïnvloeden. Hiervoor werden meerjarige metingen van regendruppels nabij Brussel, Gent en Luik gecombineerd met meteorologische, landgebruiks- en luchtkwaliteitsgegevens. De resultaten tonen dat grootschalige weersomstandigheden de neerslagmicrofysica het sterkst bepalen. De invloed van verstedelijking is zwak en wisselend, terwijl fijnstof een duidelijker, maar regime-afhankelijk verband vertoont: hogere fijnstofconcentraties hangen samen met minder intense neerslag en kleinere druppels op dagelijkse schaal, terwijl vervuilde onweersbuien juist grotere druppels en meer kinetische energie vertonen.

Deze thesis vergelijkt de milieu-impact van drie alternatieve systemen die de dienst van geneesmiddelentoediening met een niet-kritisch medisch hulpmiddel leveren, met name een plastic geneesmiddelentoedieningsbekertje. Het doel is om de hypothese te toetsen of het vervangen van het huidige wegwerpsysteem in het Universitair Ziekenhuis Gent door een hergebruikssysteem via desinfectie van het bekertje leidt tot een lagere milieu-impact. Voor het herbruikbare systeem worden twee types desinfectie geëvalueerd en vergeleken met het wegwerpsysteem aan de hand van een attributionele milieugerichte Levenscyclusanalyse (LCA). De eerste vorm van desinfectie gebeurt met een gebruiksklare desinfecterende polyesterdoek van Clinell®. De tweede methode betreft geautomatiseerd wassen en desinfecteren in een thermodesinfector van Miele®. Primaire data zijn verzameld in nauwe samenwerking met het Universitair Ziekenhuis Gent en aangevuld met secundaire data, zoals uit de ecoinvent-database. De impacten zijn beoordeeld met behulp van de software SimaPro 9.5.0.1 en de ReCiPe2016 v1.07-methode. In het basisscenario (gemiddeld 270 keer hergebruikt) vertoont het systeem met het herbruikbare bekertje dat wordt gedesinfecteerd in de thermodesinfector de laagste netto-impact op vier van de zeven hotspot-middenindicatoren en op alle drie de eindpuntindicatoren. Daarentegen blijkt het herbruikbare systeem met natte doekjes minder gunstig, voornamelijk omdat het gebruik van wegwerpdoekjes voor herbruikbare bekertjes de milieulast verschuift van het ene product naar het andere. Bovendien worden de doekjes geproduceerd in China, wat extra impact veroorzaakt door transport. Wel kunnen gewijzigde aannames over de productie en de afvalverwerking van de thermodesinfector, evenals het aantal keren hergebruik de voorkeur voor dit systeem verminderen.

In deze scriptie wordt de effectiviteit van een filter als strategie voor het verbeteren van de binnenluchtkwaliteit tegen fijnstof onderzocht met behulp van simulaties in Dymola. Hiervoor is er een nieuwe indeling voor fijnstofdeeltjes ontwikkeld, gebaseerd op de toxiciteit van verschillende deeltjesgroottes en afgeleid uit de literatuur. Deze nieuwe indeling heeft als doel de tekortkomingen van de bestaande grootte-indelingen te vervangen die de grootte- en bronafhankelijke toxiciteit van fijnstof generaliseren. Na het ontwikkelen van een filtercomponent en het aanpassen van een bestaand multi-zone model, werd de schadelijkheid van de fijnstofconcentratie die de binnenomgeving bereikt en het vermogen van filters om dit te voorkomen, onderzocht in verschillende scenario's. De invloed op de algehele binnenluchtconcentratie van PM werd waargenomen voor verschillende buitenomgevingen en verschillende filters. Daarnaast werden ook de invloed van PM dat door koken wordt uitgestoten, het verschil tussen 100% ventilatie en vraaggestuurde ventilatie en de implementatie van open ramen gesimuleerd. Bovendien werden de invloed van variatie in filterefficiëntie, de levensduur van het filter en het daaropvolgende energieverbruik onderzocht. De resultaten tonen aan dat een HEPA-filter de binnenluchtconcentratie van PM voor alle schadelijke deeltjesgroottefractie voldoende kan verlagen, terwijl een grof en fijn filter dit niet kunnun. Koken en het openen van ramen ondermijnen echter de effectiviteit van het filter in zodanige mate dat een gezonde binnenomgeving niet langer kan worden gegarandeerd. Een voorlopige analyse van het energieverbruik en de levensduur van het filter toont aanzienlijke extra energiekosten aan bij het gebruik van filters, evenals een levensduur die aanpassing vereist van het bereik dat door fabrikanten wordt voorgesteld. Analyse van de huidige testnormen voor filters laat zien dat deze niet voldoende zijn om een goede vergelijking tussen verschillende filters te waarborgen. Het aantal DALY's voor blootstelling aan PM2.5 was in alle scenario's minstens vier keer kleiner wanneer er een HEPA-filter aanwezig was. PM bleef echter de meest schadelijke verontreinigende stof, vóór stikstofdioxide, ozon en formaldehyde.

Deze scriptie gaat over participatiemethodieken om Brugse bewoners te betrekken bij het oogsten van fijnstof. Er wordt daarnaast uitgelegd hoe je de beste oogstbuurten kiest en als laatste wordt het idee voor een mini-expo toegelicht.

In deze bachelorproef wordt een Levens Cyclus Analyse uitgevoerd van sla productie voor de Noorse markt. In een eerste deel komt de milieu-impact aan bod van elke levenscyclusfase van verticale landbouw en glastuinbouw in Noorwegen en van de voedselimport uit het Middellandse Zeegebied en worden deze beide onderzocht en beoordeeld. Hieruit blijkt dat de verticale landbouwsite de laagste milieu-impact heeft, met uitzondering van de gevolgen voor de eutrofiëring van zoetwater en de onttrekking van water, op welk vlak de glastuinbouwfaciliteit dan weer beter scoort. De import heeft sowieso de grootste milieu-impact. In het tweede deel worden mogelijke verbeteringen voor de verticale landbouwfaciliteit bekeken om hun milieu-impact naar de toekomst toe te verkleinen.

Om beter inzicht te krijgen in de werking en de opbrengst van een klein zonnepaneel - of zelfs een zonnecel (de kleinste bouwsteen van een zonnepaneel) - is het vrij eenvoudig om een compacte testopstelling te bouwen. Het doel van zo een testopstelling is om de reeds bestaande bevindingen en studies over zonnecellen op een didactische wijze te visualiseren.

Deze scriptie onderzoekt het ecologisch belang van klimplanten in steden. Gevelgroen kan toegepast worden in sterk verstedelijkte gebieden, zelfs op plaatsen waar er geen plaats voor stadsbomen, bv. in nauwe straten en heeft voordelen voor de mens en zijn omgeving. Ons onderzoek focust zich op het (fijn)stofvangend en koelend vermogen van grondgebonden gevelgroen in een stedelijke omgeving.

Kijken we wel juist naar fijn stof? Studies die verschillende ernstige gezondheidseffecten van fijn stof rapporteren, steden die stil liggen omwille van extreme luchtvervuiling, politieke debatten over de aanpak van de fijnstofproblematiek,... Het zijn zaken die vandaag de dag geen uitzonderlijk nieuws zijn. Vele stemmen gaan dan ook op om nu actie te ondernemen om het probleem van luchtvervuiling aan te pakken. Maar weten we eigenlijk wel genoeg over fijn stof om doelgericht en efficiënt aan een oplossing te werken?