Raumfahrt: Zwei deutsche Satelliten sollen Erdoberfläche vermessen

Raumfahrt: Zwei deutsche Satelliten sollen Erdoberfläche vermessen

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Zwei deutsche Satelliten sollen erstmals die ganze Erdoberfläche vermessen – und die Erdbeobachtung aus dem All auch kommerziell zum Erfolg machen.

Es ist Montagnachmittag, exakt zwei Minuten vor halb drei, als in Fengyi Maowen die Welt zusammenbricht. Getroffen von einem schweren Erdstoß, verwandelt sich der 10.000-Seelen-Ort in der zentralchinesischen Provinz Sichuan in Sekunden in ein Trümmerfeld. Das Beben der Stärke 7,9 lässt Häuser einstürzen, Dämme bersten und Brücken zusammenbrechen. Schlammlawinen reißen Häuser und Straßen mit sich, zerfetzen Strom- und Telefonleitungen. Die Katastrophe, die am 12. Mai über Zentralchina hereinbricht, stürzt auch die Behörden ins Chaos. Tagelang ist unklar, wo Menschen Hilfe brauchen und wie viel das Erdbeben von der Infrastruktur der Region übrig gelassen hat.

In dieser verzweifelten Lage verhelfen aktuelle Satellitenaufnahmen des Geodaten-Dienstleisters Infoterra aus dem oberschwäbischen Immen-staad den Chinesen zu einem ersten detailgenauen Lagebild. Knapp 8000 Kilometer Luftlinie sind die Deutschen vom Katastrophengebiet in China entfernt. Dennoch sind die digitalen Kartografen zu diesem Zeitpunkt so nah am Geschehen wie kein anderer Helfer.

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Im Rahmen der „International Charter on Space and Major Di-sasters“, eines Verbunds internationaler Weltraumbehörden für die Katastrophennothilfe, hatte Infoterra den chinesischen Behörden kostenlos umfangreiche Kartensätze mit detaillierten Aufnahmen aus der Erdbebenregion zur Verfügung gestellt. Auch für Fengyi Maowen zeigt die Karte in einer Auflösung von 1 mal 1,5 Metern an, wo Häuser eingestürzt und Straßen zerstört sind, welche Brücken den Stößen widerstanden haben und welche Dämme die Häuser noch vor der Überflutung schützen.

Die Bilder stammen vom neuen deutschen Erdbeobachtungssatelliten TerraSAR-X (TSX), der in 514 Kilometer Höhe mit einer Geschwindigkeit von gut 27.000 Kilometern pro Stunde um die Erde kreist. Seine Radarsensoren zeichnen Tag für Tag ein neues Bild der Erde. „Kein ziviler Radarsatellit zuvor hat die Erdoberfläche so exakt und detailgenau vermessen wie unser TerraSAR-X“, sagt Uwe Minne stolz. Minne ist Direktor Erdbeobachtung & Wissenschaft und zugleich Chef der Satellitenfertigung bei Astrium in Friedrichshafen, der Raumfahrttochter des Airbus-Mutterkonzerns EADS.

Radarauge ist technologisch ein Meilenstein

Das Radarauge im All ist nicht nur technologisch ein Meilenstein. Es markiert auch den Beginn der kommerziellen Nutzung von Erdbeobachtungsdaten. Denn an dem insgesamt 185 Millionen Euro teuren TSX-Projekt beteiligt sich mit Astrium erstmals ein Privatunternehmen an der Finanzierung. 40 Millionen Euro schießt das Unternehmen zu. Bisher wurden die primär für Forschungszwecke entwickelten Satelliten komplett aus den Etats des Bundesforschungs- oder Wirtschaftsministeriums finanziert. „Mit dem Public-Private-Partnership bei TSX gehen wir nun auch bei den Erdbeobachtungssatelliten erste Schritte zur Kommerzialisierung von Bau und Betrieb“, sagt Stefan Hess, Abteilungsleiter Raumfahrt beim Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie (BDLI). Bei Kommunikationssatelliten wie Astra oder Eutelsat sei die privatwirtschaftliche Finanzierung schon seit Jahren üblich.

Die Möglichkeiten der Anwendungen „erscheinen fast endlos“, sagt Stefan Buckreuß, Mission Manager für TerraSAR-X beim Satellitenbetreiber, dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR): „Dazu gehören Katastrophenkarten wie nach dem Beben in China oder der Flut in Myanmar, die Analyse der Höhe und der Bewegungsrichtung von Sturmwellen im Atlantik oder die Messung, ob die Maisfelder des amerikanischen Getreidegürtels eine gute Ernte versprechen.“ Und genauso, wie Wissenschaftler anhand der Satellitenaufnahmen das Abschmelzen der Gletscher analysieren, können Verkehrsforscher aus den Satellitendaten herauslesen, wie schnell sich Autobahnstaus auflösen.

Seit dem Start des Regelbetriebs zum Jahresbeginn scannt der künstliche Erdtrabant die Erde in bis zu 300 Kilometer breiten Bahnen – dank der Radartechnik unabhängig von Wolken oder Nebel. Die Sensoren arbeiten mit kaum vorstellbarer Genauigkeit. Sie ist so groß, als würde ein Mensch vom Schlossplatz in Karlsruhe aus erkennen, welche Zeit die Kirchturmuhr auf dem Hamburger Michel anzeigt. Für deutlich kleinere Objekte wie etwa Menschen reicht die Auflösung allerdings noch nicht. Sie sind bestenfalls als Bildpunkte, Gesichter gar nicht zu identifizieren.

Im Rohzustand sind die Radarbilder sogar gänzlich nichtssagend. Denn mit herkömmlichen Fotos haben die TSX-Aufnahmen nichts gemein. Bestenfalls erinnern die aufgezeichneten Daten an Aufnahmen von Schneefall in dichtem Nebel. Erst eine spezielle Software macht daraus fürs menschliche Auge sichtbare Bilder.

Große Nachfrage nach Geodaten

Denn tatsächlich stecken in dem grauen Rauschen jede Menge Informationen. So reflektiert beispielsweise dichtes, feuchtes Blattwerk die Radarimpulse anders als trockener Waldboden. Eine vom Wind gekräuselte Wasseroberfläche erzeugt ein anderes Radarecho als sturmgepeitschte Wellen. Je nach Kundenwunsch rechnen die Geoinformatiker die Satellitendaten mal in Karten zur Analyse des Bodenbewuchses, mal zur Interpretation der Windrichtung auf dem Meer um. Dabei sind die Aufnahmen zunächst grundsätzlich schwarz-weiß. Details wie Wasserflächen oder Äcker können die Experten bei Infoterra oder dem zur DLR gehörenden Deutschen Fernerkundungsdatenzentrum (DFD) in Oberpfaffenhofen per Software nachkolorieren.

Im Alltag ist der Radartrabant Diener zweier Herren. Die DLR ist für die wissenschaftliche Nutzung der Satellitendaten verantwortlich und gibt die Bilder an Forscher oder Katastrophenschützer weiter. Die Astrium-Tochter Infoterra hingegen wickelt das Geschäft mit kommerziellen Kunden ab. „Ziel ist, die Satellitenkapazität etwa hälftig aufzuteilen“, erläutert Infoterra-Chef Jörg Herrmann. Die Nachfrage nach den Geodaten sei immens, heißt es aus dem Bundeswirtschaftsministerium, das den Großteil der TSX-Mission finanziert. Bereits zum Start des Regelbetriebs lagen fast 2500 Bestellungen von Nutzern aus dem Bereich der öffentlichen Hand sowie von Unternehmen aus mehr als 40 Ländern vor. Pro Standardbild zahlen kommerzielle Kunden zwischen 2800 und 6800 Euro – abhängig von Größe, Aktualität und Bearbeitungsaufwand. Das jährliche Umsatzpotenzial mit dem Satelliten kalkulieren die Beamten im Wirtschaftsministerium auf rund 40 Millionen Euro.

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