Quelle: ESA / Applications / Observing the Earth, 04. Mai 2026

Die europäischen Satelliten sind:

• Sieben Satelliten wurden der „Hawk for Earth Observation“ (HEO)-Konstellation für das italienische Erdbeobachtungsprogramm IRIDE hinzugefügt.
• Vier Satelliten des „Hellenic Fire System“ wurden für das griechische System zur Erkennung und Verfolgung von Waldbränden gestartet, was eine Weltpremiere für diese Art nationaler Satellitenkapazität darstellt.
• Zwei CubeSats wurden ebenfalls für Griechenland im Rahmen der Mission „Hellenic Space Dawn“ gestartet. Die CubeSats werden Satellitenverbindungen und optische Datenübertragungsfähigkeiten im Weltraum testen.

Der Start erfolgte am Sonntag, dem 3. Mai, um 09:00 Uhr MESZ an Bord einer SpaceX-Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Space Force Base in Kalifornien aus.

Simonetta Cheli, Direktorin der Erdbeobachtungsprogramme der ESA, erklärte: „Der Start von sieben weiteren Satelliten der HEO-Konstellation von IRIDE markiert einen neuen Meilenstein für das gesamte Programm und eine Erweiterung der Systemfähigkeiten. Ich möchte den an dieser Leistung beteiligten Teams danken, darunter den Teams der ESA, der ASI und von Argotec.

„Und das Hellenic Fire System ist ein eindrucksvolles Beispiel dafür, was durch Zusammenarbeit erreicht werden kann. Durch die Zusammenarbeit zwischen der griechischen Regierung, der Industrie und der ESA zeigt das Hellenic Fire System, wie europäische Kooperation Innovation in operative Fähigkeiten umsetzen kann. Es verdeutlicht den Wert von Partnerschaften bei der Entwicklung souveräner Weltraumlösungen, die nationalen Bedürfnissen dienen und gleichzeitig gemeinsame Ziele voranbringen.“

Laurent Jaffart, Direktor des Bereichs „Resilience, Navigation and Connectivity“ der ESA, sagte: „Die ESA setzt sich dafür ein, Europas Vision für die Konnektivität der nächsten Generation voranzutreiben, und der Start von Hellenic Space Dawn baut zuversichtlich auf diesen Fähigkeiten auf, indem er innovative optische Kommunikationstechnologien demonstriert. Von der Stärkung nationaler Ökosysteme bis hin zur Unterstützung wegweisender New-Space-Lösungen ermöglicht die ESA widerstandsfähige, leistungsstarke Satellitennetzwerke, indem sie unseren Partnern hilft, die Technologien ausgereift zu entwickeln, die die Autonomie und Wettbewerbsfähigkeit unserer Mitgliedstaaten im Weltraum untermauern werden. Herzlichen Glückwunsch an alle Beteiligten!“

Die HEO-Konstellation IRIDE für Italien

IRIDE ist eine von der italienischen Regierung initiierte nationale Mission. Das Programm wird von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) mit Unterstützung der italienischen Weltraumagentur (ASI) koordiniert und ist eine anspruchsvolle Weltrauminitiative, die aus dem italienischen Nationalen Plan für Wiederaufbau und Resilienz (PNRR) finanziert wird, der darauf abzielt, die italienische Wirtschaft nach der COVID-19-Pandemie zu modernisieren und wiederzubeleben.

Die Konstellation ist mit multispektralen, hochauflösenden optischen Instrumenten ausgestattet, die Bilddaten über mehrere Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums erfassen. Die Daten fließen in Produkte und Dienstleistungen ein, die Behörden dabei helfen werden, Küsten- und Meeresgebiete sowie Landbedeckung und -nutzung zu überwachen und Notfall- und Sicherheitsdienste für Italien zu verwalten.

Die sieben neu gestarteten HEO-Satelliten wurden von Argotec für das IRIDE-Programm entwickelt. Damit steigt die Gesamtzahl der IRIDE-Satelliten im Orbit auf 31; sie gesellen sich zu HEO Pathfinder und den sieben im Juni 2025 gestarteten Satelliten. Die ersten acht HEO-Satelliten sind voll einsatzfähig und liefern Daten und Bilder.

Satelliten des „Hellenic Fire System“ für Griechenland gestartet

Die Mission ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen der griechischen Regierung, dem privaten Satellitenunternehmen OroraTech und der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und wird durch die von der EU finanzierte Einrichtung für Konjunkturbelebung und Resilienz unterstützt.

Nach dem Start von zwei ICEYE-Radarsatelliten Ende letzten Jahres ist das von OroraTech entwickelte Hellenic Fire System die zweite operative Erdbeobachtungsmission, die im Rahmen des griechischen Nationalen Kleinsatellitenprogramms entwickelt wurde. Das Programm wird letztlich aus 13 Satelliten bestehen, die je nach Instrumenten und Missionszielen in vier Gruppen unterteilt sind.

Das von Griechenland, über die EU Konjunktur- und Resilienz Initiative, finanzierte Programm zielt darauf ab, die nationalen Satellitentechnologien und -dienste auszubauen, Innovation und Wirtschaftswachstum zu fördern sowie die Kapazitäten in den Bereichen Katastrophenhilfe, Umweltüberwachung und nationale Sicherheit zu stärken.

Das Hellenic Space Center und das griechische Ministerium für digitale Governance und künstliche Intelligenz leiten das Programm, während die ESA den übergeordneten Rahmen und die technische Unterstützung für die Entwicklung der Satellitensysteme bereitstellt.

Tests von Verbindungsfähigkeiten mit zwei neuen CubeSats

Hellenic Space Dawn ist Teil einer Initiative, die von der ESA und den griechischen Behörden unterstützt wird. Es ist zudem Bestandteil des umfassenderen griechischen „Connect/National Satellite Space Programme“.

Zwei kürzlich gestartete CubeSats, Helios und Selene, die von EMTech Space betrieben werden, sind mit CubeCAT-Laserterminals ausgestattet, die von AAC Clyde Space bereitgestellt werden. CubeCAT ist kompakt und hocheffizient und ermöglicht schnelle, sichere Datenverbindungen zwischen CubeSats, SmallSats und der Erde. Das Terminal ermöglicht Downlink-Geschwindigkeiten von bis zu 1 Gbit/s.

Zusätzlich zum Terminal werden Helios und Selene auch hochauflösende Kameras mitführen, die bei Anwendungen wie der Erstellung von Karten aus Weltraumdaten und Landnutzungsüberwachung helfen werden.

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• CAS500-1/CAS500-2 (Korea, Süd)

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Quelle: Arianespace. 29. April 2025

Am Dienstag, dem 29. April 2025, um 6:15 Uhr Ortszeit (9:15 Uhr UTC, 11:15 Uhr MESZ) hat Arianespace den Satelliten Biomass des Earth Explorer-Programms der Europäischen Weltraumorganisation ESA an Bord einer Vega C-Rakete vom europäischen Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana gestartet. Die Mission mit der Bezeichnung VV26 hat den Satelliten 57 Minuten nach dem Start in eine sonnensynchrone Umlaufbahn in 666 km Höhe gebracht.

„Mit dem erfolgreichen Start von Biomass für die Europäische Weltraumorganisation gewährleistet Arianespace Europa nicht nur einen unabhängigen Zugang zum Weltraum, sondern trägt auch dazu bei, den Weltraum für ein besseres Leben auf der Erde nutzbar zu machen. Die enge Zusammenarbeit aller Beteiligten hat es ermöglicht, einen Satelliten für die Umweltüberwachung und Klimaforschung in die Umlaufbahn zu bringen, der uns helfen wird, die Wälder unseres Planeten besser zu verstehen. Wir freuen uns, mit dieser Mission einen Beitrag zum Kampf gegen den Klimawandel und zum Erhalt der Artenvielfalt zu leisten. Ich möchte den Teams von Arianespace und unseren Partnern für die perfekte Durchführung dieser europäischen Mission danken“, erklärte David Cavaillolès, CEO von Arianespace.

Nach dem Start vom europäischen Weltraumbahnhof in Kourou wurde die Trägerrakete Vega C etwas mehr als sieben Minuten lang von ihren ersten drei Stufen angetrieben. Die vierte Stufe AVUM+ zündete anschließend zweimal, bevor sie ihren Passagier, den Biomass-Satelliten, in die Zielbahn brachte und damit den erfolgreichen Start abschloss. Das Signal des Satelliten wurde etwa 14 Minuten nach dem Eintritt in die Umlaufbahn von der ESA empfangen.

Simonetta Cheli, Direktorin für Erdbeobachtungsprogramme bei der ESA, erklärte: „Ich möchte Arianespace und Avio für den erfolgreichen Start der Vega-C danken, die unseren Satelliten Biomass in die Umlaufbahn gebracht hat. Diese bemerkenswerte Mission reiht sich in die Earth Explorer-Serie ein, die stets bahnbrechende Erkenntnisse über unseren Planeten geliefert und wissenschaftliche Spitzenleistungen erbracht hat. Biomass wird wichtige Daten liefern, die unser Verständnis davon verbessern werden, wie viel Kohlenstoff in den Wäldern der Welt gespeichert ist, und die entscheidende Lücken in unserem Wissen über den Kohlenstoffkreislauf und damit das Klimasystem der Erde schließen.“

Der Biomass-Satellit bringt den ersten P-Band-Radar mit synthetischer Apertur zur Erdbeobachtung ins All. Dank seiner langen Wellenlänge von etwa 70 cm kann das Radarsignal Baumkronen durchdringen. Dadurch können Informationen über die Höhe und Struktur verschiedener Waldtypen gesammelt und die Menge an Kohlenstoff, die in den Wäldern der Erde gespeichert ist, sowie deren Veränderung im Laufe der Zeit gemessen werden. Darüber hinaus wird die Biomass-Mission auch zur Kartierung der unterirdischen Geologie von Wüsten, zur Erforschung der Struktur der Eiskappen und zur Analyse der Topographie von Waldböden beitragen.

Die Earth Explorer-Missionen der ESA gehören zu den weltweit führenden Forschungsmissionen und liefern bahnbrechende wissenschaftliche Erkenntnisse über die komplexen Systeme unseres Planeten. Wälder, die „grünen Lungen der Erde“, absorbieren jedes Jahr etwa 8 Milliarden Tonnen Kohlendioxid aus der Atmosphäre. Wenn diese Wälder zerstört werden oder verschwinden, wird das von ihnen gespeicherte CO₂ in der Atmosphäre wieder freigesetzt. Die Quantifizierung des globalen Kohlenstoffkreislaufs ist unerlässlich, um dessen Auswirkungen auf das Klima besser zu verstehen.

Biomass wurde von Airbus Defence and Space gebaut und wird mindestens fünf Jahre lang detaillierte Beobachtungen durchführen und dabei mindestens acht Wald-Wachstumszyklen dokumentieren. Die Beobachtungen dieser Mission werden außerdem zu einem besseren Verständnis des Tempos des Verlusts natürlicher Lebensräume und damit auch seiner Auswirkungen auf die biologische Vielfalt beitragen.

Der VV26-Launch auf einen Blick:

• 353. Start von Arianespace und 4. Launch von Vega C
• 10 % der von Arianespace gelaunchten Satelliten dienen der Erdbeobachtung
• 52. Mission für die Europäische Weltraumorganisation ESA
• 146. von Airbus Defence and Space gebauter und von Arianespace gelaunchter Satellit

Über Arianespace

Arianespace erschließt den Weltraum zur Verbesserung der Lebensqualität auf der Erde. Dazu bietet das Unternehmen seit 1980 Startdienste für alle Arten von Satelliten in alle Umlaufbahnen an. Arianespace ist für die Vermarktung und den Betrieb der neuen Generation von Trägerraketen, Ariane 6, verantwortlich, die von der ESA mit ArianeGroup als industriellem Hauptauftragnehmer entwickelt wird. Arianespace wird auch die Vega C-Starts bis zur Mission VV29 durchführen. Ab diesem Zeitpunkt wird Avio der alleinige Betreiber und Anbieter von Startdienstleistungen für Vega sein. Arianespace hat seinen Hauptsitz in Evry in der Nähe von Paris und verfügt über technische Anlagen im Guiana Space Center in Französisch-Guayana sowie über lokale Büros in Washington, D.C., Tokio und Singapur. Arianespace ist eine Tochtergesellschaft der ArianeGroup, die 74 % des Aktienkapitals hält. Der Rest gehört 15 weiteren Aktionären aus der europäischen Ariane- und Vega-Trägerraketenindustrie. ESA und CNES sind im Verwaltungsrat vertreten.

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• Biomass auf Vega-C (VV26)

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Quelle: Arianespace 5. Dezember 2024.

5. Dezember 2024 – „Vega C hat heute Abend den Satelliten Sentinel-1C des Copernicus-Programms der Europäischen Union erfolgreich in die Umlaufbahn gebracht. Mit dem Launch hat Arianespace für dieses wichtige Umweltprogramm nunmehr sechs Sentinel-Satelliten gelauncht und unser Engagement unterstrichen, den Weltraum zum Wohle des Lebens auf der Erde zu nutzen und zugleich Europas Ambitionen im Weltraum zu unterstützen“, sagte Stéphane Israël, CEO von Arianespace. “Ich möchte unseren Kunden, der Europäischen Kommission und der ESA, für ihr erneutes Vertrauen danken und den Teams von Arianespace und unseren Partnern zur erfolgreichen Wiederaufnahme des Flugbetriebs von Vega C gratulieren. Nach diesem Erfolg und dem des Erstflugs von Ariane 6 bereitet Arianespace sich auf ein sehr arbeitsintensives Jahr 2025 vor.“

ESA General direktor Josef Aschbacher sagte: „In diesem Moment wurden heute zwei große europäische Erfolge vereint: Der dritte Start eines Sentinel-1-Satelliten und der dritte Start von Vega C markieren eine triumphale Rückkehr zu alter Leistungsstärke für beide Vorzeigeprojekte Europas. Es war aufregend und bewegend zu sehen, wie die europäische Trägerraketen- und Copernicus Gemeinschaft und die Teams sich gegenseitig anfeuerten, ganz im Sinne von Team Europe. Mit dem Start von Sentinel-1C in die Umlaufbahn setzt ESA das Erbe der standhaften Sentinels fort, die die Erde schützen, und veranschaulicht, warum Europa sichere Flüge braucht: Denn was wir in den Weltraum schicken, kommt der Erde zugute, und alles beginnt mit einem Start.“

Giulio Ranzo, CEO von Avio, sagte: „Wir sind ein weiteres Mal stolz darauf, mit unseren Trägerraketen zum europäischen Copernicus-Programm und, im größeren Kontext, zu Europas unabhängigem Zugang zum Weltraum beizusteuern. Mit Vega C sind wir startklar, um mit der für die kommenden Jahre geplanten Beschleunigung der Startkadenz die Nutzlasten unserer Kunden in ihre Umlaufbahnen zu bringen. Ich möchte dem ganzen Avio-Team für die einzigartige Arbeit für Vega C in Kooperation mit unseren Partnern ESA und Arianespace danken.“

Nach dem Start vom europäischen Weltraumbahnhof Kourou wurde die Vega C-Trägerrakete von den ersten drei Stufen für eine Dauer von etwas mehr als sieben Minuten angetrieben. Dann zündete die vierte Stufe von AVUM+ dreimal, bevor sie ihren Passagier Sentinel-1C in der Zielumlaufbahn abgesetzt und so den Launch erfolgreich ausgeführt hat. Eine vierte und letzte Zündung von AVUM+ diente dazu, das Trägerraketen- Element aus der Umlaufbahn in eine sichere Flugbahn für den Wiedereintritt in die Erdatmosphäre zu befördern.

Wenige Minuten nach der Aussetzung im Orbit empfing die ESA vom Satelliten Signale, womit die Mission für Partner und Kunden erfolgreich war.

Sentinel-1C ist der 107. von Thales Alenia Space entworfene und gebaute Satellit, der von Arianespace gestartet wurde, und ist Teil des Erdbeobachtungsprogramms Copernicus der Europäischen Union. Der Satellit ist mit einem Synthetic-Aperture-Radar (SAR) im C-Band ausgestattet und bietet den Vorteil, dass er in Wellenlängen arbeitet, die nicht von Wolken oder Dunkelheit beeinflusst werden, und daher bei Tag und Nacht und unter allen Wetterbedingungen Daten liefern kann. Sie sind wertvolle Ressourcen für zahlreiche Anwendungen, unter anderem für Stadtplaner und zur Überwachung der Folgen von Erdbeben, von Erdrutschen oder Vulkan-Aktivitäten. SAR-Bilder sind bestens geeignet, Bodensenkungen und strukturelle Schäden der Erdoberfläche zu erfassen.

Mit dem Launch startet Arianespace den sechsten Sentinel-Satelliten im Copernicus-Programm, nach fünf vorangegangenen erfolgreichen Starts, davon drei auf Vega: Sentinel-2A in 2015 (VV05), Sentinel-2B in 2017 (VV09) und Sentinel-2C an Bord der letzten Vega-Trägerrakete am 4. September 2024 (VV24). Die Europäische Kommission hat Arianespace und Vega C vier weitere Copernicus-Missionen anvertraut: Sentinel-1D, Sentinel-3C, Sentinel CO2M-A und CO2M-B.

Der VV25-Launch auf einen Blick:

• 351. Start von Arianespace
• 10% der von Arianespace gestarteten Satelliten sind Erdbeobachtungssatelliten
• 6. von Arianespace gestarteter Sentinel-Satellit
• 51. Mission für die Europäische Weltraumorganisation (ESA)
• 3. Vega C-Launch
• 107. von Thales Alenia Space gebauter und von Arianespace gestarteter Satellit

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• Sentinel-1C auf Vega-C (VV25)

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Quelle: TROPOS 16. September 2024.

16. September 2024 – Frascati/Leipzig. Mit dem Atmosphären-Lidar ATLID ist nun auch das letzte von vier Instrumenten des im Mai gestarteten EarthCARE-Satelliten erfolgreich in Betrieb genommen worden. Die gemeinsame Mission der Europäischen Weltraumbehörde (ESA) und der japanischen Raumfahrtagentur (JAXA) soll Wolken, Aerosole und Strahlung so genau messen wie nie zuvor. Einen wichtigen Beitrag dazu leisten Forschende des Leibniz-Instituts für Troposphärenforschung (TROPOS), die Algorithmen entwickelt haben, die u.a. die Aerosol- und Wolkenschichtung aus den Messungen des jetzt in Betrieb gegangenen Gerätes ableiten.

Zur Präzision des neue Klimasatelliten trägt auch eine groß angelegte Messkampagne bei, an der sich rund 50 Bodenstationen des europäischen Netzwerks ACTRIS beteiligen und die vom TROPOS in Leipzig koordiniert wird.

Atmosphären-Lidar komplettiert den neuen Klima-Satelliten
Ausgestattet mit vier hochmodernen Instrumenten – einem Wolkenprofilradar, einem Atmosphären-Lidar, einem Breitbandradiometer und einem abbildenden Spektrometer – soll EarthCARE (Earth Cloud Aerosol and Radiation Explorer) gleichzeitig eine Reihe verschiedener Messungen durchführen. Zusammen werden diese Messungen dazu beitragen, besser zu verstehen, wie Wolken und Aerosole die einfallende Sonnenenergie zurück ins All reflektieren und wie sie die von der Erde emittierte Wärmestrahlung einfangen. Diese Informationen sind wichtig, um zu verstehen, wie sich der Klimawandel auf die Energiebilanz der Erde auswirkt und um vorherzusagen, wie schnell Wolken und Aerosole ihre zurzeit kühlende Wirkung in Zukunft verlieren könnten.

EarthCARE wurde am 29. Mai 2024 in eine Umlaufbahn um die Erde gebracht. Nur einen Monat später lieferte der Satellit die ersten Bilder des Wolkenradars, kurz darauf folgten die ersten Bilder des Breitbandradiometers, des abbildenden Spektrometers und im August schließlich auch des Atmosphären-Lidars. Dieses hochmoderne Instrument nimmt detaillierte vertikale Profile von Aerosolen und Wolken in der Atmosphäre in verschiedenen Regionen der Erde auf. Aerosole sind winzige Partikel und Tröpfchen aus natürlichen Quellen wie Staub und Seesalz sowie von menschlichen Aktivitäten wie Industrieemissionen oder Holzverbrennungen. Lidar steht für Licht-Radar: Der Laser sendet kurze Impulse von UV-Licht aus, die wie bei einem Radar von Objekten reflektiert und in einem hochempfindlichen Empfänger analysiert werden. Durch die Laufzeit kann die Entfernung, durch die Signalstärke die Konzentration und durch die Polarisation kann die Art der Aerosole bestimmt werden. So wird es möglich, die Verteilung und Eigenschaften von Aerosolen und Wolken zu messen, einschließlich ihrer Höhe, Dicke, optischen und physikalischen Eigenschaften. Dabei ist die Zusammenarbeit mit den anderen drei Instrumenten des Satelliten entscheidend, um die Rolle von Aerosolen und Wolken im Energiehaushalt der Erde zu verstehen. Damit diese Berechnungen über die verschiedenen Geräte hinweg funktionieren, wurde extra ein neues Aerosolklassifizierungsmodell „(Hybrid End-To-End Aerosol Classification“, kurz: HETEAC) als Grundlage für die Aerosoltypisierung entwickelt. Insbesondere das Atmosphären-Lidar ATLID wird auch einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung der Luftqualitätsprognosen liefern. Ulla Wandinger, die jahrelang zu der Entwicklung von ATLID beigetragen hat, ist begeistert von den ersten Messungen: “Die Fülle der Daten und der detailgenaue Blick in die Strukturen der Atmosphäre sind absolut beeindruckend.“ EarthCARE könnte also die Forschung zu Aerosolen und Wolken und den Wechselwirkungen zwischen ihnen und damit auch die Klimaforschung einen deutlichen Schritt voranbringen.

Die ersten Bilder vom August zeigen die Vielfalt von Aerosolen und Wolken in der Erdatmosphäre: Zu sehen sind z.B. ein Profil von Polaren Stratosphärenwolken (PSC) über der Antarktis, die eine wichtige Rolle bei der Ozonlochentstehung spielen, oder der Tropensturm Debby über dem Golf von Mexiko und Rauchfahnen aus Waldbränden in Kanada. Simonetta Cheli, Direktorin für Erdbeobachtungsprogramme der ESA, sagte: „Nach den ersten Bildern der anderen drei Instrumente von EarthCARE können wir jetzt auch sehen, wie gut das Atmosphären-Lidar ATLID funktioniert. Nachdem das Instrument seine routinemäßige Dekontamination und Kalibrierung durchlaufen hat, kommen dessen Profile in der Qualität wie wir es erwartet hatten. Das Atmosphären-Lidar bringt uns völlig neue Einblicke in die vertikale Verteilung von Wolken und Aerosolen und ermöglicht uns zusammen mit den anderen Instrumenten ein neues wissenschaftliches Verständnis zur Energiebilanz der Erde zu gewinnen.“

Umfangreiche Messkampagnen im Atlantik und in Europa
Damit die Daten der neuen Geräte optimal genutzt und interpretiert werden können, ist es wichtig, diese mit Messungen vom Boden und aus der Luft in verschiedensten Situationen zu vergleichen. Deshalb finden derzeit eine Reihe aufwendiger internationaler Messkampagnen statt:

So fliegt das deutsche Forschungsflugzeug HALO von Cabo Verde im Atlantik, von Barbados in der Karibik und von Oberpfaffenhofen in Deutschland aus bis November mehrmals unter der Flugbahn von EarthCARE. Die Validierungsmission HALO-PERCUSION wird vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) gemeinsam mit dem Max-Planck-Institut für Meteorologie (MPI-M) geleitet. Daran beteiligt sind eine Reihe von Partnern wie z.B. die Universität Leipzig. PERCUSION ist eines von mehreren Teilprojekten des vom MPI-M koordinierten Forschungsprojekts ORCESTRA (Organized Convection and EarthCare Studies over the Tropical Atlantic). Ein weiteres Teilprojekt ist CLARINET (CLoud and Aerosol Remote sensing for EarThcare), bei dem Forschende des TROPOS die neue ACTRIS-Fernerkundungsstation des Cabo Verde Atmospheric Observatory (CVAO) am Ocean Science Center in Mindelo (OSCM) nutzen, um die EarthCARE-Daten im tropischen Atlantik zu validieren und mit Langzeitmessungen zu vergleichen.

Eine wichtige Rolle bei der Kalibrierung der Daten des EarthCARE-Satelliten spielen die Bodenstationen der europäischen Forschungsinfrastruktur ACTRIS: Sie wurden in den letzten Jahren auf- und ausgebaut, um Aerosolpartikel und Wolken mit Fernerkundungsgeräten wie Lidar und Radar zu untersuchen. Rund 50 Stationen in Europa und Übersee beteiligen sich an der Messkampagne atmo4ACTRIS. Dieses dichte Netz bietet den großen Vorteil, dass EarthCARE praktisch täglich über mindestens eine der Stationen fliegt, denn der erdnahe Orbit sorgt dafür, dass der Satellit unseren Planeten streifenweise „abfliegt“ und nur aller 25 Tage wieder über derselben Stelle der Erde ist. Eine einzelne Bodenstation reicht daher zum Kalibrieren nicht aus. „Wir haben die Messkampagne im Rahmen des Infrastrukturprojekts ATMO-ACCESS bereits Ende letzten Jahres mit simulierten Überflügen zwei Monate lang geprobt, um uns auf die komplexe Aufgabe vorzubereiten. Das war sehr hilfreich, denn die ACTRIS-Stationen arbeiten zwar alle nach denselben Standards, aber haben zum Teil sehr unterschiedliches Vorwissen bezüglich der Validierung von Satellitendaten. Daher sind wir alle sehr gespannt darauf, die ersten Daten von EarthCARE mit den Bodenstationen zu vergleichen“, berichtet Dr. Holger Baars vom TROPOS, der die Kampagne von Leipzig aus koordiniert. Aus Deutschland werden neben den TROPOS-Stationen in Leipzig und Melpitz auch Stationen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) in Hohenpeißenberg und Lindenberg, der Universität zu Köln (UzK) in Kooperation mit dem Forschungszentrums Jülich (FZJ), des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Universität Leipzig mitmachen. Deutsche Partner liefern außerdem wichtige Daten aus Übersee: Das Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) steuert in Kooperation mit der UzK Beobachtungsdaten aus Ny-Ålesund in der Arktis bei und TROPOS liefert mit Cabo Verde im Atlantik, Limassol in Zypern und Duschanbe in Tadschikistan Daten von drei Stationen im Staubgürtel der Erde.

Diese Aktivität wurde durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union im Rahmen der Integrierenden Aktivität ATMO-ACCESS unter der Finanzhilfevereinbarung Nr. 101008004 finanziert.

Quelle:
ESA (EarthCARE profiles atmospheric particles in detail, 21/08/2024)
https://www.esa.int/Applications/Observing_the_Earth/FutureEO/EarthCARE/EarthCARE_profiles_atmospheric_particles_in_detail

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• EarthCARE auf Falcon 9

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Quelle: Jena-Optronik GmbH 6. September 2024.

6. September 2024 – Der von Airbus als Hauptauftragnehmer gebauteSatellit ist ein gemeinsames Projekt der europäischen Raumfahrtagentur ESA und der japanischen Raumfahrtagentur JAXA. Der erfolgreiche Start der Mission erfolgte heute vor 100 Tagen am 29. Mai 2024 mit einer SpaceX Rakete (Vandeburg, Kalifornien, USA).

Über 75 Firmen, Institute und Agenturen sind an der Mission für Klima- und Umweltforschung beteiligt. Darunter auch das Thüringer Raumfahrtunternehmen Jena-Optronik GmbH. Die Jenaer Spezialist:innen unterstützen EarthCARE mit zwei Sternsensoren vom Typ ASTRO APS. Als Teil des Lageregelungssystems des Satelliten ermöglichen die Sensoren aus Jena dessen hochgenaue Positionierung in seinem Orbit in 393 km über der Erde.

Eine darauf bezogene technische Besonderheit des Satelliten: EarthCARE navigiert ohne Gyroskop, d.h. dessen Lageregelung wird hauptsächlich durch die Jenaer Sensoren ermöglicht. Der Satellit demonstriert damit erstmalig diese Technologie im agilen niedrigen Erdorbit.

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• EarthCARE auf Falcon 9

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Quelle: Airbus Defence and Space 5. September 2024.

Toulouse, 5. September 2024 – Der dritte Copernicus-Satellit Sentinel-2 ist erfolgreich mit einer Vega-Rakete von Kourou in Französisch-Guayana gestartet. Der von Airbus gebaute Sentinel-2C-Satellit wird nach ersten Tests und der Inbetriebnahme in einer niedrigen Erdumlaufbahn in 780 km Höhe seinen Dienst aufnehmen. Er wird im Tandem mit Sentinel-2B arbeiten und Sentinel-2A ersetzen, der außer Dienst gestellt wird.

Marc Steckling, Leiter des Bereichs Erdbeobachtung, Wissenschaft und Exploration bei Airbus, sagte:„Mit diesem Start erhält die Welt einen weiteren wichtigen Sensor, der unseren sich verändernden Planeten überwacht und die Kontinuität seit dem Start des ersten Sentinel-2-Satelliten im Jahr 2015 sicherstellt. Der Satellit ist mit einem hochauflösenden Multispektralbildgeber ausgestattet und wird wichtige Bilder für eine Vielzahl von Anwendungen sammeln, von der Landwirtschaft bis zur Überwachung der Wasserqualität.“

Die Sentinel-2-Mission basiert auf einer Konstellation von zwei identischen Satelliten, die sich auf derselben Umlaufbahn befinden, jedoch um 180° versetzt sind, um eine optimale Abdeckung und Wiederholungszeit zu gewährleisten. Die Satelliten umkreisen die Erde alle 100 Minuten und erfassen alle fünf Tage alle Landflächen der Erde, große Inseln sowie Binnen- und Küstengewässer.

Sentinel-2C wird – wie seine Vorgängersatelliten Sentinel-2A und -2B – optische Bilder vom sichtbaren bis zum kurzwelligen Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums liefern und damit „Farbensicht“ für das Copernicus-Programm bieten. Der 1,1 Tonnen schwere Satellit ermöglicht die Fortsetzung der Bildgebung in 13 Spektralbändern mit einer Auflösung (je Pixel) von 10, 20 oder 60 Metern und einer einzigartig großen Bandbreite von 290 km.

Die Daten des Sentinel-2-Satelliten werden zur Überwachung der Landnutzung und -veränderung, der Bodenversiegelung, der Landbewirtschaftung, der Land- und Forstwirtschaft, von Naturkatastrophen (Überschwemmungen, Waldbrände, Erdrutsche und Erosion) und zur Unterstützung humanitärer Hilfseinsätze verwendet. Die Umweltbeobachtung in Küstengebieten gehört ebenso zu diesen Aktivitäten wie die Überwachung von Gletschern, Eis und Schnee.

Jeder Sentinel-2-Satellit sammelt nach der Komprimierung an Bord 1,5 Terabyte Daten pro Tag. Die Daten werden mit hoher Geschwindigkeit formatiert und an Bord in der derzeit im Weltraum fliegenden Massenspeicher- und Formatierungseinheit mit der höchsten Kapazität zwischengespeichert. Die Datenaufzeichnung und der lasergestützte Downlink können gleichzeitig mit hoher Geschwindigkeit über den EDRS SpaceDataHighway erfolgen, zusätzlich zur direkten X-Band-Verbindung zu den Bodenstationen.

Die Sentinel-Satelliten sind Teil von Copernicus, der Erdbeobachtungskomponente des EU-Raumfahrtprogramms, das von der Europäischen Kommission (EK) in Partnerschaft mit der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) verwaltet wird. Die Copernicus Sentinels liefern Fernerkundungsdaten der Erde und stellen wichtige operative Dienste in den Bereichen Umwelt und Sicherheit bereit.

Der Start erfolgte mit der letzten von Arianespace betriebenen Vega-Rakete, bevor auf die neue Vega-C-Version umgestellt wird.

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• Sentinel-2C auf Vega (VV24)

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Quelle: ESA 5. September 2024.

5. September 2024 – Sentinel-2C startete am 5. September um 03.50 UHR MESZ (4. September 22:50 UHR Ortszeit) in den Orbit und trennte sich um ca. 04.48 UHR MESZ von der Vega-Rakete.

Rund 14 Minuten später, um 05.02 UHR MESZ, empfing die ESA das alles entscheidende Signal, das darauf hinweist, dass sich der Satellit sicher im Orbit befand.

Constantin Mavrocordatos, Sentinel-2-Projektleiter bei der ESA, sagte: „Ich bin überglücklich über den erfolgreichen Start von Sentinel-2C, einem Meilenstein, der ohne den Einsatz und die harte Arbeit unseres unglaublichen Teams nicht möglich gewesen wäre. Gemeinsam haben wir einen weiteren bedeutenden Schritt vorangebracht, um die Erdbeobachtung voranzubringen und kritische Anwendungen zu unterstützen, die unserem Planeten zugutekommen.“

Simonetta Cheli, ESA-Direktorin für Erdbeobachtungsprogramme, erklärte: „Wir freuen uns sehr über den erfolgreichen Start von Sentinel-2C, einem neuen Meilenstein in der bewährten Zusammenarbeit zwischen der ESA und der Europäischen Kommission.“ „Diese Mission bestätigt weiter die Rolle von Copernicus als führendes Programm, um weltweit zu Klimawandel und ökologischen Herausforderungen beizutragen, gewährleistet aber auch die Kontinuität lebenswichtiger Daten zur Unterstützung der Land- und Forstwirtschaft, der Überwachung der Meeresumwelt und für viele andere Bereiche. Gemeinsam festigen wir das Engagement Europas für eine nachhaltige Zukunft und befähigen Entscheidungsträger mit den Instrumenten, die sie zum Schutz unseres Planeten benötigen.“

Toni Tolker-Nielsen, ESA-Direktor für Raumtransport, sagte: „Europas Vega-Rakete startete 2015 und 2017 die beiden vorherigen Sentinel-2-Satelliten, daher war dieser Start ein passender Abschied von einer sehr erfolgreichen Rakete.“ „Die Teams bereiten sich bereits auf den nächsten Vega-Start vor, die hochgerüstete Vega-C bis Ende des Jahres. Der heutige Start war der 20. erfolgreiche Start der Vega in ihrem 12-jährigen Dienst, Abschied von der Vega, lange lebe Vega-C!“

Über Copernicus Sentinel-2
Die Copernicus Sentinel-2-Mission liefert hochauflösende optische Bilder für eine breite Palette von Anwendungen einschließlich Land -, Wasser- und Atmosphärenüberwachung. Die Mission basiert auf einer Konstellation aus zwei identischen Satelliten, die in derselben Umlaufbahn, aber 180 ° voneinander entfernt fliegen: Sentinel-2A und Sentinel-2B. Zusammen decken sie alle fünf Tage alle Land- und Küstengewässer der Erde ab.

Nachdem Sentinel-2C nun in der Umlaufbahn ist, wird es nach einer kurzen Phase von Tandem-Beobachtungen bald seinen Vorgänger, Sentinel-2A, ablösen. Sentinel-2D wird schließlich die Nachfolge von Sentinel-2B antreten. Später ist geplant, dass die Sentinel-2-Mission der nächsten Generation dann die Datenkontinuität über das Jahr 2035 hinaus sicherstellen wird.

Die aktuellen Sentinel-2-Satelliten tragen jeweils einen hochauflösenden multispektralen Imager, der optische Aufnahmen im sichtbaren, nahen und kurzwelligen Infrarot-Teil des elektromagnetischen Spektrums erzeugt. Aus ihrer Höhe von 786 km liefern sie kontinuierliche Aufnahmen in 13 Spektralbändern mit Auflösungen von 10 m, 20 m und 60 m, bei einer großen Schwadbreite von 290 km.

Sentinel-2-Daten werden derzeit für eine breite Palette von Anwendungen genutzt, darunter Landwirtschaft, Überwachung der Wasserqualität, Naturkatastrophenmanagement, einschließlich Waldbränden, Vulkanausbrüchen und Überschwemmungen. Die Mission hat ihre ursprünglichen Erwartungen übertroffen, indem sie beispielsweise ihre Fähigkeit zur Erkennung von Methanemissionen unter Beweis gestellt hat.

Für die Landwirtschaft trägt die Mission dazu bei, die Pflanzengesundheit zu überwachen, Erträge vorherzusagen und eine Präzisionslandwirtschaft zu ermöglichen. Die Bilder werden zur Erkennung des Erntetyps und zur Bestimmung biophysikalischer Variablen wie Blattflächenindex, Blattchlorophyllgehalt und Blattwassergehalt verwendet, um das Pflanzenwachstum und die Gesundheit zu überwachen.

Die Sentinel-2-Mission ist das Ergebnis einer engen Zusammenarbeit zwischen der ESA, der Europäischen Kommission, der Industrie, Dienstleistern und Datennutzern.

Die ESA entwickelt, baut, startet und betreibt die Satelliten im Orbit und lädt die wissenschaftlichen Daten herunter.

Sentinel-2-Daten sind über das Copernicus-Datenraum-Ökosystem frei verfügbar und bieten sofortigen Zugriff auf eine breite Palette von Daten sowohl der Copernicus-Sentinel-Missionen als auch der Copernicus-beitragenden Missionen.

Die Sentinel-2-Satelliten wurden von einem Konsortium aus rund 60 Unternehmen unter der Leitung von Airbus Defence and Space entworfen und gebaut.

Die Copernicus-Komponente des EU-Weltraumprogramms wird durch eine Reihe spezieller Satelliten, die Sentinel-Familie, und beitragender Missionen (bestehende kommerzielle und öffentliche Satelliten) unterstützt. Mit Blick auf die Zukunft werden sechs Sentinel-Expansionsmissionen und vier Sentinel-Satelliten der nächsten Generation entwickelt, um die EU-Politik und Lücken im Copernicus-Nutzerbedarf zu schließen.

Über Vega
Sentinel-2C war der letzte Start der Vega-Rakete – nach 12 Dienstjahren war dies der letzte Flug, die ursprüngliche Vega wird in den Ruhestand versetzt, um Platz für eine aufgerüstete Vega-C zu machen.

Weitere Missionen, die die kleine und wendige Rakete über ihre Lebensdauer gestartet hat, sind vorbildliche ESA-Missionen wie der Technologiedemonstrator Proba-V, der Windüberwachungssatellit Aeolus, das Wiedereintrittsfahrzeug IXV und LISA Pathfinder, eine Vorläuferin von LISA, die Gravitationswellen im All messen wird.

Die Vega-Serie stellt sicher, dass Europa über einen vielseitigen, unabhängigen Zugang zum Weltraum verfügt, der die Ariane-Raketenfamilie ergänzt, um Satelliten in jede beliebige Umlaufbahn zu starten – fortgesetzt durch Vega-C und die Schwerlastrakete Ariane 6.

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• Sentinel-2C auf Vega (VV24)

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Quelle: DLR 4. September 2024.

4. September 2024 – Das Forschungsflugzeug HALO des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat auf Cabo Verde die erste Etappe seiner fliegerisch und wissenschaftlich bisher anspruchsvollsten Mission gemeistert. Seit Anfang August 2024 ist HALO (High Altitude and Long Range Research Aircraft) in Äquatornähe unterwegs und misst, wie sich die tropischen Luftmassen und Wolkensysteme in unterschiedlichen Höhen verhalten – synchron zum Erdbeobachtungssatelliten EarthCARE (Earth Cloud Aerosol and Radiation Explorer). HALO fliegt jedes Mal exakt unter dem Satelliten, sodass die Messungen von Flugzeug und Satellit direkt vergleichbar sind. Die Instrumente an Bord des Forschungsflugzeugs verwenden dabei das gleiche Messprinzip wie der Satellit. Die Daten aus der Luft helfen, die Instrumente an Bord des Satelliten zu kalibrieren und die Datenauswertung der EarthCARE-Mission zu optimieren. Die insgesamt zehn Unterflüge seit Missionsbeginn hat das Flugteam erfolgreich gemeistert, indem sie HALO direkt auf Linie mit EarthCARE gebracht haben. Die ersten Messdaten von Flugzeug und Satellit sind daher bereits in der Auswertung.

Klima- und Wettergeschehen besser vorhersagen
Die Messdaten geben Aufschluss darüber, wie sich Wolken bilden, welchen Einfluss Aerosole und Sonneneinstrahlung haben, welche Wechselwirkungen gegenseitig entstehen und wie sie den Energiehaushalt der Erde beeinflussen. Der europäisch-japanische Satellit EarthCARE startete vor drei Monaten und wird die kommenden Jahre helfen, das Klimageschehen und Wetterdynamiken genauer zu verstehen und vorherzusagen.

HALO stößt nun zur Inbetriebnahme des Satelliten hinzu und stellt von Beginn an sicher, dass Forschende die EarthCARE-Daten in bestmöglicher Qualität nutzen können. Die Validierungsmission wird vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre aus Oberpfaffenhofen geleitet und in Zusammenarbeit mit weiteren nationalen und internationalen Forschungseinrichtungen durchgeführt, mit wissenschaftlicher Führung des Hamburger Max-Planck-Instituts für Meteorologie.

Zwischen Chaos und Laborbedingungen
Um die Aussagekraft von EarthCARE zu bewerten, muss das Forschungsflugzeug des DLR verschiedenste Situationen in der Atmosphäre begleiten. Dazu gehören trockene und feuchte Klimazonen, hohe und niedrige Luftschichten oder saubere und mit Aerosolpaertikeln angereicherte Luftmassen. Die kapverdischen Inseln etwa bieten sehr komplexe Bedingungen. Mehrere Einflussfaktoren treffen in der Atmosphäre aufeinander und bieten ein nahezu chaotisches Messfeld. „Neben Inseleffekten sind die Luftschichten partiell erheblich mit Saharastaub durchsetzt. Hinzu kommen Faktoren wie der ‚African Easterly Jet‘, ein saisonaler Starkwind, der die Entwicklung tropischer Wirbelstürme über dem Atlantik maßgeblich beeinflusst. Durch die Nähe zum Äquator herrscht außerdem eine intensive Sonnenstrahlung, auf der ein weiteres Augenmerk von EarthCARE liegt“, erklärt DLR-Projektleiterin Dr. Silke Groß vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre.

Nach vier Wochen Station auf der kapverdischen Insel Sal, führt die nächste Etappe HALO nun vom 5. September bis 30. September 2024 nach Barbados. Auf dem Weg dorthin erwartet die DLR-Crew weiter westlich eine fast staubfreie Atmosphäre. Es herrschen quasi Laborbedingungen; ein ideales Szenario für die Forschenden, um die Messdaten von EarthCARE abzugleichen. HALO ist für die Mission mit insgesamt neun Instrumenten ausgestattet, insbesondere einem Doppler-Radar sowie einem spektral hochauflösenden Lidar. Bei allen Messflügen werden auch meteorologische Fallsonden von HALO abgeworfen, um Wind-, Feuchte- und Temperaturdaten von der gesamten Atmosphärensäule unterhalb des Flugzeugs zu erhalten.

Spitzenleistungen Flugzeug und Crew
Für die extrem anspruchsvollen Flüge ist HALO wie geschaffen – der ehemalige Business-Jet ist passend zu EarthCARE instrumentiert, kann bis zu 15,5 Kilometer hoch und mehr als 8.000 Kilometer weit fliegen. Gemeinsam mit dem EarthCARE-Satellit vermisst HALO kritische Phänomene wie die „Innertropische Konvergenzzone“ durchgehend bis in ihre Übergangszonen hinein. Dieses mehrere hundert Kilometer lange Wolkenband entsteht in Äquatornähe und beeinflusst unter anderem die Regenzeit in den Tropen und Subtropen, das Monsungebiet über Asien und Afrika sowie die Grenzen der Klimazonen.

Die Flugspur des Satelliten exakt zum richtigen Zeitpunkt zu unterfliegen ist jedes Mal eine Herausforderung. Die Piloten müssen in der Luft flexibel auf kurzfristige Änderungen des Flugplans reagieren. Auch bei der Flugplanung bringt das Team der DLR-Flugexperimente ihre Expertise ein: Anhand der Position des Satelliten berechnen sie den geeigneten Kurs für das Flugzeug, der dann von der Flugsicherung geprüft und dem Flugbetrieb entsprechend noch einmal angepasst wird.

Referenzdaten am Boden, zu Wasser und in der Luft
Die Validierung von EarthCARE ist die bisher anspruchsvollste und umfangreichste Mission von HALO. Bis zum Jahresende sind insgesamt 296 Flugstunden eingeplant, mit bis zu drei Einsätzen pro Woche. Für die Validierung bezieht das DLR-Team darüber hinaus weitere Messungen ein. Während der vierwöchigen Kampagne auf Cabo Verde etwa fanden zusätzlich Bodenmessungen des Leibniz-Instituts für Troposphärenforschung statt, Schiffsmessungen des Max-Planck-Instituts für Meteorologie sowie Messflüge des französischen Turboprop-Flugzeugs SAFIRE ATR-42 und des norwegisch-rumänischen Teams mit der Turboprop INCAS KingAir. In den kommenden Wochen wird das Barbados Cloud Observatory die HALO-Messungen ergänzen.

Ende September wird das DLR-Forschungsflugzeug dann nach Oberpfaffenhofen zurückkehren, um EarthCARE ab November in neuen atmosphärischen Situationen in gemäßigten Breiten zu prüfen. Flüge über Deutschland und Europa bis in die arktischen Regionen werden das Messprofil erweitern. So stellt das DLR sicher, dass die EarthCARE-Mission ihr Datenpotenzial bestmöglich ausschöpfen kann.

Über die Mission
Die Validierungsflüge für die Satellitenmission EarthCARE werden vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre zusammen mit dem Max-Planck-Institut für Meteorologie (MPI-M) geleitet. Diese Validierungsmission PERCUSION (Persistent EarthCare underflight studies of the ITCZ and organized convection) ist Teil der Gesamtmission ORCESTRA (Organized Convection and EarthCare Studies over the Tropical Atlantic), die vom MPI-M wissenschaftlich geleitet wird. An der Flugkampagne sind weiterhin die Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) und die Universitäten Köln, Leipzig und Hamburg mit Förderung der Deutschen Forschungsgemeinschaft beteiligt. Koordiniert werden die Flüge mit Validierungsaktivitäten der Deutschen Forschungsgemeinschaft, unter anderem dem Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS), dem Forschungszentrum Jülich sowie dem Deutschen Wetterdienst. Das Forschungsflugzeug HALO wird von der DLR-Einrichtung Flugexperimente in Oberpfaffenhofen betrieben.

Über HALO
Das Forschungsflugzeug HALO (High Altitude and Long Range Research Aircraft) ist eine Gemeinschaftsinitiative deutscher Umwelt- und Klimaforschungseinrichtungen. Gefördert wird HALO durch Zuwendungen des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF), der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), der Helmholtz-Gemeinschaft, der Max-Planck-Gesellschaft (MPG), der Leibniz-Gemeinschaft, des Freistaates Bayern, des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), des Forschungszentrums Jülich (FZJ) und des DLR. Das DLR ist zugleich Eigner und Betreiber des Flugzeugs.

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• DLR

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Quelle: OHB SE 17. August 2024.

Vandenberg / Kista / Bremen, 17. August 2024. Erfolgreicher Lift-Off für den Arctic Weather Satellite (AWS): Der neue Wettersatellit startete mit einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Space Force Base in Kalifornien, USA. Kurze Zeit später sendete er sein erstes Signal aus dem All. OHB Schweden, ein Tochterunternehmen des Raumfahrtkonzerns OHB SE, hat den Satelliten im Auftrag der Europäischen Raumfahrtorganisation ESA entwickelt und gebaut. Das Besondere: Von der Auftragsvergabe bis zum Start vergingen nur drei Jahre. Ganz bewusst wurde der New Space-Ansatz gewählt, mit dem neue Konzepte kostengünstig und zügig erprobt werden sollen.

„Mit dem Start dieses Satelliten jetzt die Basis für eine potenzielle große Konstellation zu legen, die es der Wissenschaft ermöglicht, die Arktis besser zu beobachten und damit auch wichtige Daten im Kampf gegen den Klimawandel zu erheben, freut mich sehr. Zudem zeigt diese Mission sehr deutlich, wie gut der New Space-Ansatz funktioniert. OHB Schweden hat in kürzester Zeit unter hoher Zeit- und Kostentreue einen Satelliten entwickelt, der in der Erdbeobachtung einen neuen Maßstab setzt. Wir stehen mit unseren Teams und unseren Partner bereit für weitere Kleinsatelliten dieser Art“, sagte OHB-Chef Marco Fuchs nach dem erfolgreichen Start.

Wetterprognosen und Klimamodelle verbessern
Der Arctic Weather Satellite ist ein Kleinsatellit, 125 Kilo leicht und nur so groß wie eine Geschirrspülmaschine. In 590 Kilometern Höhe kreist er auf einer polaren Umlaufbahn und misst Temperatur und Feuchtigkeit in der Atmosphäre. Dafür nutzt er ein 19-kanaliges, spurüberlappendes Mikrowellenradiometer. Auch bei dichten Wolken, Sturm und Regen sammelt ein rotierender Spiegel die Daten aus der Atmosphäre für den empfindlichen Mikrowellensensor. Mit diesen hochauflösenden Profilen können Meteorolog:innen künftig bessere und vor allem aktuellere Wettervorhersagen erstellen. Zudem werden die Daten dringend gebraucht, um die globalen Klimamodelle zu verbessern, denn die Polargebiete spielen eine Schlüsselrolle im weltweiten Klimageschehen.

Daten aus der Arktis fehlen
Bisher ist die Satellitenabdeckung in der Arktis unzureichend. Die großen europäischen Wettersatelliten (Meteosat) sind im geostationären Orbit auf 36.000 Kilometern positioniert und kreisen über dem Äquator mit der Erde mit, haben also permanent eine halbe Erdscheibe im Blick. Gebiete in den höheren Breitengraden, also nahe unserer Pole, können sie nicht erfassen. Andere Wettersatelliten, z.B. das europäische MetOp-Programm sowie dessen US-amerikanisches Pendant NOAA Joint Polar Satellite System, sind zwar unterwegs in einer erdnahen Umlaufbahn und fliegen auch über die polaren Regionen, ihre Daten reichen aber nicht aus.

Der jetzt gestartete Arctic Weather Satellite und die auf seiner Basis geplante große Konstellation mit Namen EPS Sterna (EUMETSAT Polar System – Sterna) soll die bestehenden Systeme ergänzen, sodass konstant ein Strom von Daten über Temperatur und Luftfeuchtigkeit aus der Arktis zur Verfügung steht. Extrem kurzfristige Wettervorhersagen, sogenanntes Nowcasting, soll dann möglich sein. Das ist wichtig, weil eine verbesserte Wetterprognose für die Polarregionen auch zu einer Verbesserung der globalen Wetterberichte führt. EPS Sterna würde aus drei Generationen von je sechs Kleinsatelliten bestehen und wird von der Europäischen Weltraumorganisation ESA im Auftrag der Europäischen Organisation für die Nutzung Meteorlogischer Satelliten (EUMETSAT) entwickelt.

Bereit für das New Space-Zeitalter
Der Anfang für diese Konstellation ist mit dem erfolgreichen Start des ersten Arktischen Wettersatelliten gemacht und der Jubel war heute in Schweden besonders groß. Benoit Mathieu, CEO von OHB Schweden, sagte: „Die Tatsache, dass unser Satellit jetzt im Weltraum ist und bald Wetterdaten über der Arktis sammeln wird, macht uns stolz. Dies war eine großartige Teamleistung, und ich möchte dem Team von OHB Sweden und allen Partnern für die gute Zusammenarbeit und der ESA für das Vertrauen in unsere Technologie danken. Der Arktische Wettersatellit ist bereits die dritte Mission, die auf unserer Innosat-Plattform basiert. Der Erfolg dieses Projekts ist der beste Beweis für unsere Fähigkeit, in kurzer Zeit einen leistungsfähigen und kostengünstigen Kleinsatelliten zu entwickeln. Wir sind bereit für das neue Raumfahrtzeitalter.“

Starkes Industriekonsortium
OHB Schweden leitet bei der Arctic Weather Satellite-Mission das Industriekonsortium, zu dem auch Omnisys in Schweden als Generalunternehmer für das Mikrowellenradiometer sowie Thales Alenia Space in Frankreich als Generalunternehmer für das Bodensegment gehören. Insgesamt umfasst das Industrieteam 31 Unternehmen, darunter 14 kleine und mittelständische Unternehmen aus zwölf ESA-Mitgliedsstaaten. Auch Deutschland ist stark durch KMU vertreten, die wichtige Hardware für die Instrumenten- und die Satellitenplattform beigesteuert haben.

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• Transporter-11 auf Falcon-9

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Quelle: DLR 17. August 2024.

17. August 2024 – Der Erdbeobachtungssatellit „Arctic Weather Satellite“ (AWS) ist am 16. August 2024 um 11:56 Uhr (20:56 Uhr MEZ) mit einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Space Force Base in Kalifornien gestartet. Der Erstkontakt erfolgte um 3:06 Uhr MEZ.

Der Kleinsatellit mit nur 150 Kilogramm Gesamtmasse startet damit seinen einjährigen Betrieb. Mit einem passiven Mikrowellenradiometer misst er Temperatur- und Feuchteprofile der Arktis, einer Region, in der es bislang an Daten für genaue kurzfristige Wettervorhersagen fehlte.

Die Daten von AWS werden die kurz- und mittelfristige Wettervorhersage in den nördlichen Polarregionen wesentlich verbessern. Das arktische Wetter ist ein wesentlicher Einflussfaktor für das globale Wetter, daher werden die Daten auch zu einer deutlichen Verbesserung der globalen Wettervorhersage beitragen.

In Deutschland und Europa besteht ein großes Interesse an einer Nutzung der Daten, da eine verbesserte Vorhersage in der Polregion auch zu einer deutlichen Verbesserung der Wettervorhersagen auf dem europäischen Kontinent führt. Dies gilt insbesondere für ausgedehnte Hitze- und Kälteperioden.

AWS dient dabei als Demonstrator für die geplante Satellitenkonstellation „EPS Sterna“. Sie soll von der Europäischen Weltraumorganisation ESA im Auftrag der Europäischen Organisation für die Nutzung Meteorologischer Satelliten (EUMETSAT) gebaut werden. EPS Sterna wird aus drei Generationen von sechs Kleinsatelliten in drei Erdumlaufbahnen bestehen, die langfristig genaue Wetterdaten der Polarregionen liefern werden. Die Konstellation wird eine wichtige Ergänzung von Messdaten der bestehenden Satellitensysteme MetOp-SG von EUMETSAT und JPSS der US-amerikanischen National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) sein.

AWS ist dabei Demonstrator für die Funktionsfähigkeit des Satelliten und seiner Instrumente sowie für den Nutzen des kosten- und zeiteffizienten „New-Space“-Ansatzes.

Mit deutscher Technik schnell, kostengünstig und zukunftssicher
Bei der Entwicklung von AWS wurden im Sinne des „New-Space“-Ansatzes gänzlich neue Wege begangen, um kosteneffizient und mit hoher Zeitplantreue zum Ergebnis zu kommen. Dazu wurden insbesondere die technischen Anforderungen und die Prüfprozeduren wesentlich vereinfacht. Von der Erteilung des Auftrags durch die ESA an den Hauptauftragnehmer OHB Schweden bis zur Fertigstellung des Satelliten vergingen dadurch nur 36 Monate. Die Kostentreue war dabei bemerkenswert hoch.

Dr. Walther Pelzer, DLR-Vorstand und Generaldirektor der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR, betont die Bedeutung für die deutsche Wirtschaft und Forschungslandschaft: „Ich freue mich sehr, dass wir mit AWS Deutschland als Raumfahrtstandort stärken können. Deutsche Forschungseinrichtungen und mittelständische Raumfahrtunternehmen sind stark an der Entwicklung des Satelliten beteiligt. Bei der geplanten Produktion von insgesamt 20 Satelliten im Rahmen des Programms ‚EPS Sterna‘ werden sich langfristig zahlreiche Aufträge für den deutschen Mittelstand ergeben.“

Deutschland ist über die Europäische Weltraumorganisation ESA mit ungefähr 18 Prozent an den Kosten für AWS beteiligt, die aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) stammen. Die geplante Konstellation EPS Sterna wird über EUMETSAT betrieben und durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) finanziert werden.

„Es ist der ESA gelungen, in kürzester Zeit ein Proto-Flugmodell des AWS zu entwickeln, um dessen operationelle Einsatzbereitschaft in Vorbereitung auf ein mögliches, zukünftiges EUMETSAT-Programm zu demonstrieren. Hier zeigt sich wie mit Hilfe von New Space Ansätzen erfolgreich und effizient Satelliten entwickelt und gebaut werden können. Genau dieses Innovationsökosystem wollen wir mit unserer Raumfahrtstrategie vorantreiben“, sagt Dr. Anna Christmann, Koordinatorin der Bundesregierung für die Deutsche Luft- und Raumfahrt.

Stefan Schnorr, Staatssekretär im Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV), ergänzt: „Mit dem neuen Erdbeobachtungssatelliten erhalten wir so detailreiche Einblicke wie niemals zuvor in die klimatischen Entwicklungen in der Arktis – einer Region, die maßgeblich vom Klimawandel betroffen ist. AWS steht für Spitzentechnologie, die Maßstäbe setzt. Der neue Satellit wird dazu beitragen, die Wettervorhersagen in Deutschland und Europa weiter zu verbessern.“

Die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR koordiniert die deutschen ESA-Beiträge.

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• Transporter-11 auf Falcon-9

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Quelle: ESA 16. August 2024.

16. August 2024 – Um 21:50 Uhr MESZ trennte sich Φsat-2 von der Rakete und um 23:47 Uhr MESZ empfing die Svalbard-Bodenstation in Norwegen das entscheidende Signal, dass sich Φsat-2 nun sicher in der Umlaufbahn befindet.

Der Arktische Wettersatellit trennte sich am 16. August um 23:30 Uhr MESZ von der Rakete und am 17. August um 03:06 Uhr MESZ wurde das Signal, das den einwandfreien Zustand des Arktischen Wettersatelliten anzeigte, von der KSAT-Bodenstation in Svalbard, Norwegen, empfangen.

Die Direktorin für Erdbeobachtungsprogramme der ESA, Simonetta Cheli, erklärte: „Der heutige Tag stellt mit dem Start von zwei bahnbrechenden ESA-Missionen einen wichtigen Meilenstein dar.

„Der wegweisende Arktische Wettersatellit wird aufzeigen, wie die Verfügbarkeit häufigerer Daten die Wettervorhersagen für die arktische Region verbessern kann, wo der Mangel an Daten seit langem eine Herausforderung darstellt. Diese Mission zeugt von unserem Engagement, die Raumfahrttechnologie schnell und effizient voranzutreiben – von der Auftragsvergabe bis zur Fertigstellung vergingen lediglich 36 Monate.

„Wir freuen uns auch über den Start von Φsat-2, der die transformierende Kraft der künstlichen Intelligenz bei der Erdbeobachtung unter Beweis stellen wird. Mit dieser Mission wird eine neue Ära umsetzbarer Erkenntnisse aus dem Weltraum eingeleitet, die intelligentere und wirksamere Wege zur Überwachung unseres Planeten verspricht.“

Über den Arktischen Wettersatelliten der ESA
Der Arktische Wettersatellit der ESA ist ein Prototyp, der die Wettervorhersage in der Arktis verbessern soll. In dieser Region mangelt es derzeit an Daten für genaue Kurzzeitvorhersagen.

Der Satellit baut auf bestehenden Überwachungssatelliten für die Arktis auf und wird präzise, kurzfristige Wettervorhersagen für die arktische Region liefern.

Er ist mit einem spurübergreifenden 19-Kanal-Mikrowellenradiometer ausgerüstet, das hochauflösende Feuchtigkeits- und Temperatursondierungen der Atmosphäre bei beliebigen Wetterbedingungen liefern wird.

Der Arktische Wettersatellit ist der Vorläufer einer potenziellen Satellitenkonstellation mit der Bezeichnung EPS-Sterna. Die ESA wird ihn für Eumetsat bauen, wenn der erste Prototyp des Arktischen Wettersatelliten eine gute Leistung erbringt.

Die Konstellation soll einen nahezu konstanten Strom von Temperatur- und Feuchtigkeitsdaten von jedem Ort der Erde liefern. Dadurch könnten zum ersten Mal sehr kurzfristige Wettervorhersagen in der Arktis gemacht werden – das so genannte „Nowcasting“.

Die Mission des Arktischen Wettersatelliten wird die Erforschung des Klimawandels unterstützen. Der Klimawandel findet in der Arktis schneller statt als in anderen Teilen der Welt – und diese schnellen Veränderungen wirken sich auf das gesamte Erdsystem aus.

Der Arktische Wettersatellit, der das Konzept des „New Space“ aufgreift, wurde nach einem sehr engen Zeitplan unter der Leitung des schwedischen Industriekonsortiums OHB entwickelt und gebaut.

Über Φsat-2
Φsat-2 – ausgesprochen Phisat-2 – ist ein CubeSat, der demonstrieren soll, wie verschiedene KI-Technologien innovative Erdbeobachtung vorantreiben können.

Dieser nur 22 x 10 x 33 cm große Miniatursatellit ist mit einer hochmodernen Multispektralkamera und einem leistungsstarken KI-Rechner ausgestattet, der die Bilder in der Umlaufbahn analysiert und verarbeitet.

Der Satellit verfügt über sechs KI-Anwendungen, die Bilder in Karten umwandeln, Wolken auf den Bildern erkennen, sie klassifizieren und einen Einblick in die Wolkenverteilung geben, Schiffe erkennen und klassifizieren, Bilder an Bord komprimieren und am Boden wiederherstellen, um die Downloadzeit zu verkürzen, Abweichungen in Meeresökosystemen erkennen und Waldbrände entdecken.

Mithilfe von Φsat-2 wird ein neues Zeitalter verwertbarer Erkenntnisse aus dem Weltraum eingeläutet, um die Fähigkeit zum Einsatz verschiedener KI-Anwendungen und -Funktionen zu beweisen – und das alles in der Umlaufbahn.

Darüber hinaus können benutzerdefinierte KI-Anwendungen entwickelt, installiert und auf dem Satelliten betrieben werden – und das sogar, während er sich in der Umlaufbahn befindet. So kann sich Φsat-2 an veränderte Bedürfnisse anpassen und seinen Wert für Wissenschaftler:innen, Unternehmen und Regierungen maximal ausschöpfen.

Φsat-2 ist ein Gemeinschaftsprojekt mit Open Cosmos als Hauptauftragnehmer, unterstützt von einem Industriekonsortium aus CGI, Simera, Ubotica, CEiiA, GEO-K und KP-Labs.

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• Transporter-11 auf Falcon-9

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Quelle: Arianespace 31. Juli 2024.

Evry-Courcouronnes, 31. Juli 2024 – Die nächste Mission von Arianespace soll am Dienstag, den 3. September 2024 um 22.50 Uhr Ortszeit (4. September um 1.50 Uhr UTC, 3.50 Uhr MESZ) mit einer Vega-Trägerrakete vom europäischen Weltraumbahnhof in Kourou, Französisch-Guayana, starten. Die Mission mit der Bezeichnung VV24 wird ihren Passagier, den Satelliten Sentinel-2C, in eine sonnensynchrone Umlaufbahn in einer Höhe von rund 780 km bringen. Die Abtrennung des Satelliten wird 57 Minuten nach dem Start erfolgen.

Sentinel-2C ist Teil des Erdbeobachtungsprogramms Copernicus der Europäischen Kommission, des weltweit fortschrittlichsten Erdbeobachtungssystems. Copernicus liefert kontinuierlich unabhängige und verlässliche Erdbeobachtungsdaten und -dienste für Behörden, Unternehmen und Bürger rund um den Globus. Das Programm wird von der EU und der ESA mitfinanziert.

Der Copernicus-Satellit Sentinel-2C wird mit seiner großen Reichweite, seiner hohen Auflösung und seinen multispektralen optischen Kapazitäten ein breites Spektrum von operativen Anwendungen unterstützen, darunter für die Landwirtschaft, die Überwachung der Wasserqualität, das Management von Naturkatastrophen (z. B. Waldbrände, Vulkane, Überschwemmungen) und die Erkennung von Methan-Emissionen. In der Landwirtschaft hilft die Mission bei der Überwachung der Gesundheit von Nutzpflanzen, der Vorhersage von Ernteerträgen und der Ermöglichung von Präzisionslandwirtschaft. Die Bilder werden verwendet, um Pflanzentypen zu erkennen und biophysikalische Variablen wie den Blattflächenindex, den Chlorophyll- und Wassergehalt der Blätter zu bestimmen und so das Wachstum und die Gesundheit der Pflanzen zu überwachen.

Sentinel-2C erreichte Französisch-Guayana am 18. Juli 2024 an Bord der Canopée, dem ersten Frachtschiff mit Segeln, das in der industriellen Schifffahrt Pionierleistungen im Umweltschutz erbringt. Die Ankunft des Satelliten in Kourou markierte den Beginn der von den Arianespace-Teams geleiteten Startkampagne. Der Satellit wird in Vorbereitung auf seinen Start einer Reihe von Präzisionstests unterzogen, die zum sogenannten Launch Readiness Review (LRR) führen, das für den 2. September 2024 geplant ist. Mit dem Abschluss des LRR wird die Genehmigung für den Start-Countdown erteilt.

Vor dem anstehenden Start von Sentinel-2C, der von einem Konsortium aus rund 60 Unternehmen unter der Leitung von Airbus Defence and Space entwickelt und gebaut wurde, wurden Sentinel-1A, Sentinel-2A, Sentinel-1B und Sentinel-2B erfolgreich von Arianespace gestartet.

Die Mission VV24 unterstreicht erneut das Engagement von Arianespace zur Verbesserung der Lebensqualität auf der Erde und für Europas unabhängigen Zugang zum All.

Die Vega-Rakete, die vor allem leichte Erdbeobachtungs- und wissenschaftliche Nutzlasten in verschiedene Umlaufbahnen bringen soll, wurde erstmals im Februar 2012 vom europäischen Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana gestartet. Zusammen mit dieser letzten, noch anstehenden VV24-Mission wird die Vega-Rakete über die vergangenen Jahre hinweg insgesamt 22 Starts absolviert haben. Die Mission wird den Übergang zur Vega-C-Rakete markieren, die Ende 2024 wieder in Betrieb gehen soll.

Das Vega-Programm ist das Ergebnis der Zusammenarbeit von zehn europäischen Ländern. Es wurde unter der Leitung der ESA entwickelt, wobei Italien (ASI) den ersten Beitrag leistete und Avio Spa (Colleferro, Italien) als Hauptauftragnehmer eine startbereite Trägerrakete an Arianespace lieferte; Arianespace wird bis zum Vega-Flug 29 (VV29) deren Betreiber sein.

Der VV24-Launch auf einen Blick:

• 349. Start für die Arianespace-Trägerfamilie (312. Start vom Guiana Space Center)
• 10% der von Arianespace gestarteten Satelliten sind Erdbeobachtungssatelliten
• 5. Sentinel-Satellit, der von Arianespace gelauncht wird
• 50. Satellit, der für die Europäische Weltraumorganisation gestartet wird
• 22. und letzter Vega-Launch

Update der Redaktion:
Der Start von Sentinel-2C ist aktuell terminiert für 3:50 Uhr MESZ am 5. September 2024.

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• Sentinel-2C auf Vega (VV24)

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Quelle: Universität Bremen 10. Juli 2024.

10. Juli 2024 – Deutschland investiert derzeit Milliardensummen, um den Ausstoß von Treibhausgasen durch Stahlwerke deutlich zu reduzieren. Dies soll vor allem durch die Umstellung auf den Wasserstoffbetrieb passieren. Aber wie misst man überhaupt die Menge an Treibhausgasen, die beim Produktionsprozess entstehen? „Bisher war man weitgehend auf Angaben und Berechnungen der Stahlhersteller angewiesen“, sagt Dr. Heinrich Bovensmann vom Institut für Umweltphysik (IUP) der Universität Bremen. „Nun haben wir ein Verfahren entwickelt, mit dem man diese Freisetzungen auch unabhängig messen und berechnen kann – mit Satellitendaten zur Zusammensetzung der Atmosphäre.“

Bei der Herstellung von Stahl entstehen große Mengen an Kohlenstoffdioxid (CO₂) und Kohlenstoffmonoxid (CO). 2022 betrugen beispielsweise die deutschen CO₂-Emissionen der Roheisen- und Stahlerzeugung nach Angaben des Umweltbundesamtes rund 23,5 Millionen Tonnen. Dass diese Emissionen auch aus dem Weltraum feststellbar sind, wissen die IUP-Forschenden spätestens seit dem großen Moorbrand im Emsland im September und Oktober 2018: „Das war kein offenes Feuer, sondern eins, das im Boden schwelte“, so Heinrich Bovensmann. „Solch ein Brand erzeugt besonders viel Kohlenstoffmonoxid, was wir dann auch mit den hochgenauen Bildern des 2017 gestarteten Erdbeobachtungssatelliten Sentinel-5P sichtbar gemacht haben.“ Was aber auch zu sehen war, war eine Kohlenstoffmonoxid-Abgasfahne aus dem Ruhrgebiet – die des größten deutschen Stahlstandortes in Duisburg.

Dem Kohlenstoffmonoxid mit Satelliten auf der Spur
Postdoktorand Oliver Schneising aus dem IUP-Team interessierte sich fortan für diese Emissionen und untersuchte Satellitendaten auch im Hinblick auf weitere deutsche Stahlstandorte mit integrierten Hüttenwerken. Hier wies er die Kohlenstoffmonoxid-Freisetzungen in Duisburg, Dillingen,Salzgitter Bremen und Eisenhüttenstadt zweifelsfrei nach. „Die primäre Stahlerzeugung erfolgt weltweit überwiegend mit dem sogenannten Linz-Donawitz-Verfahren. Bei diesem Verfahren wird Sauerstoff auf kohlenstoffreiches Roheisen aufgeblasen, um den Kohlenstoffgehalt mittels Oxidation zu minimieren und so hochwertigen kohlenstoffarmen Stahl zu erhalten“, erläutert der Bremer Wissenschaftler. „Das dabei freigesetzte Kohlenstoffmonoxid – CO – lässt sich mit der neuen Generation von Satellitensensoren vom Weltraum aus besser bestimmen als das Treibhausgas CO₂ selbst.“

Um aus den Erdfernerkundungsmessungen die CO-Emissionen zu bestimmen, sahen sich die Bremer Forschenden um Schneising die meteorologischen Verhältnisse – insbesondere den Wind – zu den Messzeitpunkten genau an. „Wir haben die CO-Emissionen der oben genannten Stahlstandorte bestimmt und zu den CO₂-Emissionen ins Verhältnis gesetzt, die von den Stahlherstellern für dieselbe Zeitperiode berichtet wurden“, sagt Schneising. „Diese Analyse ergibt standortübergreifend eine sehr hohe Korrelation von CO mit CO₂. Dies rechtfertigt es, aus den CO-Beobachtungen auch die CO₂-Emissionen zu bestimmen.“ Das von der IUP-Forschungsgruppe entwickelte Verfahren wurde inzwischen nach fachlicher Begutachtung in einer renommierten wissenschaftlichen Fachzeitschriften veröffentlicht.

Treibhausgas-Monitoringsystem für Deutschland in der Entwicklung
Die Arbeiten des Instituts für Umweltphysik zu diesem Thema finden im Rahmen einer umfangreichen Forschungsinitiative statt, die das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanziert. Sie hat den Titel „Integriertes Treibhausgas-Monitoringsystem für Deutschland“ (ITMS) und wird vom Deutschen Wetterdienst sowie dem Max-Planck-Institut für Biogeochemie geleitet. „Das ITMS-Projekt zielt auf die Entwicklung und Umsetzung eines Systems ab, das atmosphärische Beobachtungen vom Boden, aus der Luft und aus dem Weltraum mit hochauflösende Emissionsinventaren und hochauflösenden atmosphärischen Modellen kombiniert und zur Überwachung und Dokumentation von Treibhausgas-Quellen und -Senken nutzt“, erläutert Dr. Heinrich Bovensmann vom IUP, welches die Bremer Beteiligung für das Institut koordiniert. „Die Universität Bremen ist dabei für einen großen Teil der Aktivitäten mitverantwortlich. Sie stimmt die Aktivitäten im Bereich der Beobachtungsdaten ab, wobei kontinuierlich erhobene Beobachtungen aus Messnetzwerken und von Satelliten eine wichtige Rolle spielen.“

Die Forschungsgruppe des Instituts für Umweltphysik hat ihre Ergebnisse mittlerweile im angesehenen Fachmagazin „Atmospheric Chemistry and Physics“ der European Geosciences Union publiziert: https://acp.copernicus.org/articles/24/7609/2024/
pdf: https://acp.copernicus.org/articles/24/7609/2024/acp-24-7609-2024.pdf

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• Klimawandel

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Quelle: Airbus Defence and Space 3. Juli 2024.

Bremen, 3. Juli 2024 – Nach dem Straßentransport von Airbus in Friedrichshafen nach Bremen am 2. Juli wird der von Airbus gebaute Sentinel-2C-Satellit, der dritte Copernicus Sentinel-2-Satellit, in Kürze zum europäischen Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana transportiert. Der Container wurde heute auf die Canopée verladen, das erste segelgestützte Frachtschiff, das speziell für den Transport von Ariane-6-Raketenteilen von europäischen Häfen zum Raumfahrtzentrum Guayana in Kourou ausgelegt ist. Dort wird der Satellit in etwa zwei Wochen eintreffen.

„Etwa die Hälfte der Daten, die zur Bewertung und Überwachung der Auswirkungen des Klimawandels auf der Erde verwendet werden, werden von Satelliten geliefert“, sagte Marc Steckling, Leiter des Bereichs Erdbeobachtung, Wissenschaft und Exploration bei Airbus. „Die Copernicus Sentinel-2-Satelliten liefern den Wissenschaftlern seit 2015 wertvolle Klimadaten, und Sentinel-2C wird die Kontinuität sicherstellen. Darüber hinaus haben sie die Überwachung von Meeresmüll aus dem Weltraum möglich gemacht – eine bedeutende Leistung, wenn man bedenkt, wie kritisch dieses Thema geworden ist.“

Die von den Copernicus-Sentinel-2-Satelliten gesammelten Daten werden zur Überwachung der Landnutzung und -veränderung, der Bodenversiegelung, der Landbewirtschaftung, der Land- und Forstwirtschaft, von Naturkatastrophen (Überschwemmungen, Waldbrände, Erdrutsche, Vulkanausbrüche und Erosion) und zur Unterstützung humanitärer Hilfseinsätze genutzt. Die Umweltüberwachung, die Informationen über die Verschmutzung von Seen und Küstengewässern liefert, ist ebenfalls Teil dieser Aktivitäten, ebenso wie die Überwachung von Gletschern, Eis und Schnee.

Die Sentinel-2-Mission trägt durch die Bereitstellung von Informationen für den Agrarsektor zum Management der Ernährungssicherheit bei. Copernicus Sentinel-2 mit seinem multispektralen Instrument ist die erste optische Erdbeobachtungsmission ihrer Art, die drei Bänder im „roten Bereich“ umfasst, die wichtige Informationen über den Zustand der Vegetation liefern. Der Satellit ist so konzipiert, dass er Bilder liefert, die zur Unterscheidung verschiedener Pflanzentypen verwendet werden können, sowie Daten zu zahlreichen Pflanzenindizes wie Blattflächenindex, Blattchlorophyllgehalt und Blattwassergehalt, die alle für eine genaue Überwachung des Pflanzenwachstums unerlässlich sind.

Sentinel-2C wird, wie seine Vorgänger Sentinel-2A und -2B, für Copernicus, die Erdbeobachtungskomponente des EU-Raumfahrtprogramms, „Farbbilder“ liefern und optische Bilder vom sichtbaren bis zum kurzwelligen Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums erzeugen. Aus einer Höhe von 786 Kilometern wird der 1,1 Tonnen schwere „C“-Satellit kontinuierliche Bilder in 13 Spektralbändern mit Auflösungen von 10, 20 oder 60 Metern und einer einzigartig großen Bandbreite von 290 Kilometern liefern. Das optische Design des MultiSpectral Instrument (MSI) wurde optimiert, um eine hochmoderne Bilddatenqualität über sein sehr weites Sichtfeld zu liefern, die über den laserbasierten SpaceDataHighway (EDRS) von Airbus übertragen wird.

Die Teleskopstruktur und die Spiegel bestehen aus Siliziumkarbid, einem von Airbus entwickelten Material, das eine sehr hohe optische Stabilität bietet und die thermoelastische Verformung minimiert, was zu einer hervorragenden geometrischen Bildqualität führt. Dies ist ein Novum in dieser Kategorie von optischen Bildgebern. Jeder Sentinel-2-Satellit sammelt nach der bordseitigen Komprimierung 1,5 Terabyte pro Tag.

Die Sentinel-2-Mission basiert auf einer Konstellation von zwei identischen Satelliten, Sentinel-2A (Start 2015) und Sentinel-2B (Start 2017), die sich auf derselben Umlaufbahn befinden, jedoch um 180° versetzt sind, um die Abdeckung und die Wiederholungszeit zu optimieren. Die Satelliten umkreisen die Erde alle 100 Minuten und erfassen alle fünf Tage alle Landflächen, große Inseln sowie Binnen- und Küstengewässer. Sobald er in der Umlaufbahn ist, wird Sentinel-2C seinen Vorgänger Sentinel-2A ersetzen, während Sentinel-2D später Sentinel-2B ersetzen wird, um die Kontinuität der Daten über das Jahr 2035 hinaus sicherzustellen.

Die Sentinel-2-Mission wurde durch eine enge Zusammenarbeit zwischen der Europäischen Kommission, der ESA, der Industrie, Dienstleistern und Datennutzern ermöglicht. Etwa 60 Unternehmen waren an ihrer Entwicklung beteiligt, allen voran Airbus Defence and Space in Deutschland.

Airbus hat seit Beginn des Programms im Jahr 1998 eine Schlüsselrolle beim Bau der Satelliten und Instrumente für Copernicus gespielt und sein Umwelt-Know-how in alle sechs Sentinel-Missionen und die neuen Copernicus-Satelliten der nächsten Generation eingebracht: CRISTAL, LSTM und ROSE-L.

Die Sentinel-Satelliten sind Teil von Copernicus, der Erdbeobachtungskomponente des EU Weltraum Programms, das von der Europäischen Kommission (EK) in Partnerschaft mit der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) verwaltet wird. Die Copernicus Sentinels liefern Fernerkundungsdaten der Erde und stellen wichtige operative Dienste in den Bereichen Umwelt und Sicherheit bereit.

In Kourou werden vor dem Start Aktivitäten durchgeführt, um Copernicus Sentinel-2C für den Start mit der letzten Vega-Rakete von Arianespace im September vorzubereiten.

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• Sentinel-2C auf Vega (VV24)

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Quelle: GFZ 13. Juni 2024.

13. Juni 2024 – Mittlerweile planen die US-Weltraumbehörde NASA, die Deutsche Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), das Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut), und das Deutsche GeoForschungsZentrum GFZ die dritte Generation, weil die Messungen völlig neue Einblicke in das System Erde und vor allem in den globalen Wasserkreislauf ermöglicht haben.

Hochrangige Delegation aus den USA besucht Deutschland
Auf Einladung der Koordinatorin der Bundesregierung für die Luft- und Raumfahrt, Dr. Anna Christmann, war eine hochrangige US-Delegation anlässlich der Internationalen Luft- und Raumfahrtausstellung ILA (5.-9. Juni) ins Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) nach Berlin gekommen. Der geschäftsführende Sekretär des Nationalen Weltraumrates der USA, Chirag Parikh, führte die Delegation an. In einem eigenen Panel stellten Forschende des Jet Propulsion Laboratory der NASA und des GFZ den Teilnehmenden des Raumfahrtdialogs das Messprinzip und die wissenschaftlichen Erfolge der Missionen GRACE (2002 bis 2017) und GRACE Follow-On (seit 2018 im All) vor. GRACE-C soll voraussichtlich 2028 starten, das C steht für Continuity.

Wie Wassermassen vom Weltall aus gemessen werden
GRACE misst Massenveränderungen auf und in der Erde, indem es deren Effekt auf ein Satelliten-Duo aufzeichnet, das mit 220 Kilometer Abstand (das entspricht in etwa der Entfernung von Berlin und Jena) hintereinander unseren Planeten in rund 500 Kilometer Höhe umkreist. Wird ein Satellit schneller, weil er als erstes auf ein massereiches Objekt zufliegt, vergrößert sich der Abstand um Bruchteile einer Haaresbreite. Mittels Mikrowellen und seit GRACE Follow-On auch per Laser-Interferometrie können diese Abstandsänderungen gemessen werden. Hinzu kommen GPS-Empfänger an Bord sowie Beschleunigungsmesser, um einerseits die Position der Satelliten zu bestimmen und andererseits Bremseffekte zu erkennen, die etwa durch Reibung an atmosphärischen Teilchen entstehen.

Aus all diesen Daten errechnen die Forschenden monatliche Karten der globalen Änderungen der Erdanziehungskraft und der dazugehörigen Massenveränderungen. Diese beinhalten Variationen im Grundwasser, der Bodenfeuchte, von Oberflächengewässern oder Schnee- und Eisbedeckung. Mit Hilfe von komplementären Beobachtungen oder Modelldaten lassen sich so aus GRACE-Daten einzigartig beispielsweise Grundwasserveränderungen global und auf monatlicher Basis ableiten.

Lange Zeitreihen sind essenziell
Die Messungen seit mehr als 22 Jahren zeigen zum Beispiel für Grönland einen dramatischen Verlust an Eismasse: mehr als 250 Milliarden Tonnen jedes Jahr. Aber auch Deutschland hat in den vergangenen zwei Jahrzehnten Wassermasse verloren. Trotz des nassen Jahres 2023 fehlen nach den schweren Dürrejahren seit 2018 immer noch rund 10 Milliarden Tonnen im Gesamtwasserspeicher.

Für die Raumfahrtkoordinatorin der Bundesregierung ist GRACE-C „ein Schlüsselprojekt“. Anna Christmann sagte: „Wir brauchen Langzeitstudien, um das Klima zu verstehen. Die Datensammlung zum globalen Wasserhaushalt der Erde, die durch die GRACE-Satelliten seit über 20 Jahren erzeugt wird, ist daher von enormer Bedeutung. GRACE-C ist deshalb auch ein wichtiges Schlüsselprojekt der neuen Raumfahrtstrategie der Bundesregierung, da es in den Handlungsfeldern Klimaschutz und internationale Zusammenarbeit große Beiträge zur Umsetzung der Ziele leistet. Die Mission ist ein absolutes Leuchtturmprojekt.“

Auch Susanne Buiter, wissenschaftliche Vorständin des GFZ, betonte die Bedeutung der langen Zeitreihen: Ziel sei es, mit dem Start von GRACE-C voraussichtlich im Jahr 2028 dann eine Klimaperiode von insgesamt 30 Jahren erfassen zu können. Sie lenkte den Blick noch einmal auf das revolutionäre Messprinzip und dessen Geschichte, die auch mit dem ersten Satelliten des GFZ verbunden sei. GFZ-1 war 1995 von der russischen Raumstation „Mir“ aus ins All gebracht worden und kreiste fünf Jahre lang so tief um die Erde, dass die Auswirkungen des Schwerefelds deutlich messbar seine Bahn beeinflussten. „Dass wir aus Schwerefelddaten einmal die Folgen der Erderwärmung und insbesondere Veränderungen im globalen Wasserkreislauf wie Dürren, Grundwasservariationen oder Eismassenverluste so genau würden bestimmen können, war damals kaum zu glauben. Und heute blicken wir auf mehr als zwei Jahrzehnte mit monatlichen Schwerefeldkarten zurück“, sagte Susanne Buiter.

Dr. Jens Brandenburg, Parlamentarischer Staatssekretär im BMBF, hob bei der gemeinsamen Pressekonferenz hervor, dass die Forschung weltweit von den gewonnenen Daten profitiere: „GRACE und GRACE-FO gehören zu den am häufigsten zitierten Missionen in den Berichten des Weltklimarates IPCC. Tausende von wissenschaftlichen Publikationen basieren auf den Daten der beiden Satelliten-Duos. Dies unterstreicht die herausragende internationale Vernetzung der deutschen Erdsystemforschung und die hohe Bedeutung der GRACE-Missionen. So können durch den Klimawandel bedingte Veränderungen dokumentiert und mit mehrjährigem Vorlauf Maßnahmen zum Schutz der Bevölkerung geplant werden.“

Dr. Walther Pelzer, Vorstand der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR, lenkte den Blick auf die deutsch-amerikanische Kooperation. Die Partnerschaft zwischen dem Jet Propulsion Laboratory der NASA und den deutschen Partnern „ist ein Zeichen für die Qualität der Raumfahrtindustrie und -wissenschaft in Deutschland“, so Pelzer.

Hintergrund zu GRACE-C
Der deutsche Beitrag wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) und des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) unter Beteiligung des Deutschen GeoForschungsZentrums (GFZ) in Potsdam und des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut) in Hannover umgesetzt. Gebaut werden die beiden Satelliten im Auftrag des NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) bei Airbus in Friedrichshafen.

Herzstück der GRACE-C-Mission ist dabei die präzise Messung von winzigen Abstandsabweichungen zwischen den beiden Satelliten auf ihrem Weg um unsere Erde. Bei GRACE-C wird diese Entfernung mittels Laser-Interferometrie bestimmt. Wichtige Teile des Instruments kommen dabei von der SpaceTech GmbH in Immenstaad (STI), unterstützt vom Albert-Einstein-Institut in Hannover im Auftrag der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR.

Das GeoForschungsZentrum (GFZ) in Potsdam wird für den Aufbau und die Durchführung der wissenschaftlichen Auswertungen im sogenannten Science Data System (SDS) auf deutscher Seite zuständig sein. In der Betriebsphase nach dem Start der beiden Satelliten wird das GFZ für den operationellen Betrieb, also die permanente Überwachung und Steuerung der Instrumente und der Satelliten von GRACE-C, verantwortlich sein. Wie bereits bei GRACE und GRACE-FO werden auch die beiden GRACE-C Satelliten, im Auftrag des GFZ, nach dem Start durch das Deutsche Raumfahrtkontrollzentrum im DLR (GSOC) in Oberpfaffenhofen gesteuert.

Weitere Informationen zu den GRACE-Satellitenmissionen stellen wir Ihnen über unser neues Informationsportal bereit:
www.globalwaterstorage.info

Insbesondere werden hier die relevanten Informationen zur globalen Wasserverfügbarkeit gebündelt, deren Grundlage die Daten der GFZ/NASA-Satellitenmissionen GRACE und GRACE-FO sind.
In anschaulich dargestellten Artikeln und Blogbeiträgen beschreiben die Wissenschaftler:innen viel Wissenswertes rund um das einzigartige Messprinzip, und stellen wichtige Forschungsergebnisse über ausgewählte Karten, Grafiken oder Animationen dar.

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• GRACE-C

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