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Sentinel 2 liefert genaue Bilder der Erde und ihrer Vegetation

Wächter im Weltall Umweltsatellit "Sentinel 2a" wird startklar gemacht

Im Satelliten-Integrationszentrum in München war der Umweltsatellit "Sentinel 2a" ein letztes Mal zu besichtigen. Er soll im Juni seine Reise ins All antreten. Der Satellit wurde beim Unternehmen Airbus Defense and Space in Immenstaad bei Friedrichshafen gebaut. Die neuen Umweltsatelliten "Sentinel 2a" und "Sentinel 2b" sollen Wächter sein für Umweltveränderungen weltweit, vorrangig aber auf den europäischen Landmassen. Welche Technik steht dahinter?

Er ist drei Meter hoch, bringt auf der Erde stolze 1100 Kilogramm auf die Waage - ein wahrer Klotz im Weltall:

Das ist ein relativ kompakter, quaderförmiger Satellit. Und die Verpackung sieht ziemlich goldig aus. Wir wollen, dass in der Weltraumumgebung der Satellit nicht zu heiß und nicht zu kalt wird.

Satellit Sentinel2a - noch ohne Sonnensegel

Satellit Sentinel2a - noch ohne Sonnensegel

Wenn Heinz Sonntag über den neuen europäischen Umweltsatelliten "Sentinel 2 a" spricht, gerät er ins Schwärmen: Denn das ist unter anderem auch sein 'Baby'. Über Jahre hinweg arbeitete Sonntag als Projektleiter zusammen mit 70 High-Tech-Experten in den Labors von 'Airbus und Defense and Space', um "Sentinel 2a" rechtzeitig startklar zu bekommen. Im Juni soll er in seine Umlaufbahn geschossen werden und danach über Jahre hinweg in einem Abstand von 800 Kilometern die Erde umkreisen. Das wichtigste Instrument ist, wenn man so will, eine Art 'Riesen-Fotoapparat', eine Weitwinkel-Kamera. Damit wird ein sehr breiter Streifen von 290 Kilometern am Boden mit einer Auflösung bis zu zehn Metern und mit 13 Farbkanälen gemessen.

Optik statt Radar

Das heißt: Die Bilder, die da aus dem All geknipst werden, umfassen von oberen zum unteren Bildrand locker mal 290 Kilometer mit einer Auflösung von zehn Metern pro Bildpunkt - genauer geht's derzeit nicht. Wichtig dabei: Die Kamera am oberen Ende des Satelliten ist eine optische Kamera, tatsächlich vergleichbar einem herkömmlichen Fotoapparat, mit allerdings ungleich höherer Präzision.

Sentinel 2 liefert wichtige Information über die Vegetation der Erde

Sentinel 2 liefert wichtige Information über die Vegetation der Erde

Und genau dies unterscheidet "Sentinel 2a" von vielen anderen Umweltsatelliten, die die Erde nicht optisch fotografieren, sondern mit Radarstrahlen vermessen. "Sentinel 2a" dagegen kann mit seiner Kamera Informationen auf der Erdoberfläche ausmachen, die mit Radarstrahlen nicht sichtbar werden, so Projektleiter Heinz Sonntag.

Sie wissen, unsere Umgebung ist schön bunt. Und in dieser Buntheit verbirgt sich viel Information. Das ist der Zustand der Vegetation, der Wassergehalt der Blätter zum Beispiel, der Zustand der Düngung von Feldern: Sind sie unterdüngt? Sind sie überdüngt? Das sehen sie wunderbar an den Farben. Sie sehen bei Trockenheit, wenn die Blätter und Nadeln braun werden. Das sehen sie natürlich alles an dem Farbspektrum, wenn sie von außerhalb der Erde schauen und zur Erde runterschauen, wo's grünt und blüht.


Wichtige Daten zum Klimawandel

Doch an der Art, wie es denn grünt und blüht, erwarten sich die Wissenschaftler Antworten auf viele Fragen : Wie stark ist in einem Waldstück der Schädlingsbefall vorangeschritten? Wann kann ein Weizenfeld abgeerntet werden? Wie verändert der Klimawandel die Vegetation in bestimmten Zonen auf der Erdoberfläche? Bei der Klärung dieser Frage werden die optischen Daten, die "Sentinel 2a" einmal liefern wird, mit den Radardaten der bereits vorhandenen Umweltsatelliten gegenrechnet.

Auch die Abholzung der Regenwälder lässt sich mit Sentinel 2 besser als bisher dokumentieren

Auch die Abholzung der Regenwälder lässt sich mit Sentinel 2 besser als bisher dokumentieren

Dabei geht es nicht nur um Ernte- und Vegetationsprognosen in Europa. Beispiel: Die UNO benötigt händeringend optische Daten von "Sentinel", um der Abholzung von tropischen Regenwäldern entgegenzutreten.

Das ist eine UN-Initiative, die Entwicklungsländer dafür belohnt, wenn sie Abholzung verhindern, was ja im Sinne der gesamten Menschheit ist, aber schwer zu messen. Man braucht letztlich multitemporale Aufnahmen von verschiedenen Zeitpunkten hintereinander und muss feststellen. Gibt es einen Trend hin zu einer Abholzung in bestimmten Regionen, weil bestimmte Edelhölzer rausgeholt werden? Weil Wald abgeholt wird für Weidegründe? Weil sich Siedlungen ausdehnen? Undsoweiter...Und dann muss man schauen, ob durch bestimmte Maßnahmen, die getroffen werden durch die nationalen Regierungen und durch internationale Geldgeber finanziert werden, diese Entwaldung aufgehalten wird.

so der bayrische Wissenschaftler Markus Probeck, der sich auf die Auswertung von Satellitendaten spezialisiert hat. Und auch in diesem Fall wird es nach seiner Einschätzung ein Riesenvorteil sein, wenn dank "Sentinel 2a" nicht nur Radardaten, sondern eben auch hochauflösende Fotos zur Verfügung stehen.

Optik durch Wolken getrübt

Nehmen wir zum Beispiel landwirtschaftliche Flächen. Es ist unmöglich, mit Radar Wiesen und niedrige Ackerflächen zu unterscheiden. Das geht einfach nicht, weil die Rückstreuung im Radarsignal eine ganz ähnliche ist. Dafür braucht man die Optik.

Die hat allerdings auch einen entscheidenden Nachteil, so Sentinel-Projektleiter Heinz Sonntag von 'Airbus Defense and Space':

Das Hauptproblem bei der optischen Beobachtung sind Wolken. Solange sie über Wüstenregionen fliegen, ist das kein Problem. Da bekommen sie jedes Mal ein schönes wolkenfreies Bild. Aber in den meisten Regionen , wo viel Vegetation ist, und das sind ja die Bereiche, die uns interessieren, ist naturgemäß auch einmal mit schlechtem Wetter zu rechnen. Und mit Optik durchdringen sie nun mal keine Wolken.

Zwillingsbruder für bessere Sicht

Ein Problem, das auch bei "Sentinal 2a" mit seiner hochpräzisen Kamera auftritt. Doch die Ingenieure haben sich eine Lösung ausgedacht: "Sentinel2a" bekommt eine Art 'Zwillingsbruder'. Der heißt "Sentinel 2b", wird derzeit entwickelt und soll ein Jahr später, also Mitte 2016, starten. Er soll in einer zu "Sentinel 2a" versetzen Bahn die Erde umkreisen. Damit erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, möglichst viele Oberflächenfotos aus dem Fall schießen zu können...

Am besten funktioniert's natürlich in Schönwetterperioden. Aber wir nutzen auch die Phasen, wo wir vielleicht 50 Prozent Wolkenbedeckung haben und registrieren die Bereiche, die in diesem Moment nicht von Wolken bedeckt sind. Und wenn sie da öfters vorbeifliegen, bekommen sie nach einer gewissen Zeit ein komplettes wolkenfreies Bild der Erde.

Satellit Sentinel2b - der geplante Zwillingsbruder von Sentinel 2a

Satellit Sentinel2b - der geplante Zwillingsbruder von Sentinel 2a

Und zwar der gesamten Erdoberfläche: Die Umlaufbahn der beiden Satelliten wird so eingestellt sein, dass sich die Erde immer in einem leicht anderen Winkel unter ihnen hinweg dreht - und sich der 330 Kilometer breite Streifen bei jeder Umlaufbahn ein klein wenig verschiebt, so dass zuletzt wirklich alles fotografiert wird. Doch neben dieser hochpräzisen Erfassung der Oberfläche in bishe rnie gekannter Genauigkeit unterscheiden sich "Sentinel 2a" und "Sentinel 2b" noch in einer anderen Hinsicht von Umweltsatelliten, die schon länger im Orbit sind. Markus Probeck:

Das ist der große Unterschied: Die Sentinel-Daten werden vollkommen frei verfügbar sein. Nicht nur für öffentliche Behörden oder Bedarfsträger, sondern auch für den Bürger. Sondern man wird Zugriff haben und die Daten runterladen.

...und zwar nach Inbetriebnahme im Sommer über die Website der europäischen Raumfahrtorganisation ESA.

Satellitendaten für alle

Umweltdaten aus dem All gewinnen an Bedeutung

Umweltdaten aus dem All gewinnen an Bedeutung

Die will dadurch ein Zeichen setzen: Umweltdaten aus dem All werden zunehmend an Bedeutung gewinnen - eine Erkenntnis, die sich europaweit immer mehr durchsetzt: Die Sentinel-2-Satelliten sind Bestandteil des Erdbeobachtungsprogramms "Corpernicus" der Europäischen Union, durch das weitere Umweltsatelliten finanziert werden sollen. Die, glaubt Volker Liebich, Direktor für Erdbeobachtungsprogramme der Europäischen Raumfahrtagentur ESA, zunehmend an Bedeutung gewinnen.

Es kommen neue Fragen hinzu, nicht nur die Umwelt. Wir haben zum Beispiel dieses rasante Wachstum der Bevölkerung. Wir haben schon in 30 Jahren zwei Milliarden Leute mehr auf dem Planeten. Das heißt: Wir müssen unsere Nahrungsmittelproduktion fast verdoppeln. Dazu brauchen wir Satelliten, die zum Beispiel voraussagen: Wie wird die Weizenernte hier und dort? Oder die Reisernte? Und das können diese Satelliten!

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