Quelle: Fraunhofer FHR 26. Februar 2024.

26. Februar 2024 – Erstmalig konnten Änderungen der Struktur beim Wiedereintritt in Bildern festgehalten werden.

Nach einer äußerst erfolgreichen Mission und fast 30 Jahren im Orbit trat ESA’s ERS-2 am 21. Februar 2024 um etwa 18:17 Uhr CET (17:17 Uhr UTC) in die Atmosphäre ein. Zuvor hatten die Forschenden des Fraunhofer-Instituts für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR etwa eine Woche lang den ESA-Satelliten mehrmals vermessen. Die letzten Bilder von ERS-2, wie er durch den Himmel taumelt, wurden durch das 34-m-Antennensystem von TIRA gegen 8:00 Uhr CET am 21. Februar, etwa 10 Umläufe vor dem Wiedereintritt, aufgezeichnet.

Interessanterweise scheinen die Solarmodule von ERS-2 zu dieser Zeit bereits abgeknickt zu sein und sich teilweise vom Rest des Satelliten gelöst zu haben. „In unseren Daten erkennen wir einerseits einen deutlichen Knick der Solarmodule und anderseits auch Artefakte, die durch ein schnelles unkontrolliertes ‚Flattern‘ verursacht werden könnten“, so Felix Rosebrock, Radar-Experte am Fraunhofer FHR. „Das ist besonders bemerkenswert, da hier zum ersten Mal bei einem Wiedereintritt Änderungen an der Struktur in Abbildungen festgehalten werden konnten.“

Bei der Vorhersage der Wiedereintritts-Flugbahn eines Satelliten behandeln Analysten ihn bis zum Ende als starres Objekt. Wenn das Solarmodul von ERS-2 bereits in einem früheren Stadium locker und beweglich war, könnte der Orbit des Satelliten auf unberechenbare Weise von der Atmosphärenreibung beeinflusst worden sein. Die Experten analysieren nun die während des Wiedereintritts von ERS-2 gesammelten Daten, um den frühzeitigen Schaden an den Solarmodulen zu bestätigen. Wenn dies mit der Tatsache zusammenhängt, dass der Wiedereintritt etwas später als vorhergesagt stattfand, könnte diese Forschung dazu beitragen, die Vorhersagen zukünftiger natürlicher Wiedereintritte zu verbessern.

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• ERS-2 kehrt zurück

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Quelle: ESA, SpaceSafety; 21. Februar 2024.

Der zweite europäische Fernerkundungssatellit der ESA, ERS-2, wurde vor fast 30 Jahren, am 21. April 1995, gestartet. Zusammen mit dem fast baugleichen ERS-1 lieferte er unschätzbare Langzeitdaten über die Landoberflächen der Erde, die Temperaturen der Ozeane, die Ozonschicht und die Ausdehnung des Polareises, die unser Verständnis des Erdsystems revolutionierten. Er wurde auch zur Überwachung von Naturkatastrophen und zur Unterstützung bei deren Bewältigung herangezogen.

„Die ERS-Satelliten haben einen Datenstrom geliefert, der unsere Sicht auf die Welt, in der wir leben, verändert hat“, sagte die Direktorin für Erdbeobachtungsprogramme der ESA, Simonetta Cheli. „Sie haben uns neue Erkenntnisse über unseren Planeten, die Chemie unserer Atmosphäre, das Verhalten unserer Ozeane und die Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf unsere Umwelt geliefert und damit neue Möglichkeiten für wissenschaftliche Forschung und Anwendungen geschaffen.“
Nachdem die geplante Lebensdauer von drei Jahren weit überschritten wurde, beschloss die ESA 2011, ERS-2 aus dem Orbit zu nehmen, da die Besorgnis über die langfristige Gefahr, die Orbitaltrümmer für aktuelle und künftige Weltraumaktivitäten darstellen, zunahm.

Seitdem hatte der Satellit stetig an Höhe verloren. Am 21. Februar 2024 erreichte er die kritische Höhe von etwa 80 km, in der der Luftwiderstand so stark war, dass er in Stücke zu zerbrechen begann.
Eine internationale Kampagne unter Beteiligung des Inter-Agency Space Debris Coordination Committee und des Space Debris Office der ESA überwachte den Wiedereintritt.

Atmosphärischer Wiedereintritt – Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft

„Der unkontrollierte Wiedereintritt in die Atmosphäre ist seit langem eine gängige Methode zur Beseitigung von Weltraumobjekten am Ende ihrer Mission“, sagte Tim Flohrer, Leiter des ESA-Büros für Weltraummüll. „Wir sehen jedes Jahr mehrmals Objekte, die ähnlich groß oder größer als ERS-2 sind und in die Atmosphäre eintreten.“ „In den 67 Jahren der Raumfahrt sind Tausende von Tonnen künstlicher Weltraumobjekte wieder in die Atmosphäre eingetreten. Die Teile, die es auf die Oberfläche geschafft haben, haben nur sehr selten Schäden verursacht, und es gab noch nie einen bestätigten Bericht über einen menschlichen Schaden.“

Der Wiedereintritt von ERS-2 war „natürlich“. Der gesamte verbleibende Treibstoff wurde während des Deorbitings abgelassen, um das Risiko einer internen Fehlfunktion zu verringern, die den Satelliten noch in einer für aktive Satelliten üblichen Höhe in Stücke zerlegen könnte. Daher war es zu keinem Zeitpunkt des Wiedereintritts von ERS-2 möglich, ihn zu steuern, und die einzige Kraft, die seinen Abstieg antrieb, war der unvorhersehbare atmosphärische Luftwiderstand.
Dies war die beste Option für die Entsorgung des Satelliten, so wie er in den 1980er Jahren konzipiert wurde. Der Zeitpunkt und der Ort eines natürlichen Wiedereintritts sind jedoch vor den letzten Stunden des Satelliten im Weltraum schwer vorherzusagen.
Natürliche Wiedereintritte sind nicht mehr der Goldstandard für die Nachhaltigkeit im Weltraum. Mit der Umsetzung des „ESA Zero Debris“-Konzepts setzt sich die Agentur für die langfristige Nachhaltigkeit der Raumfahrtaktivitäten ein, indem sie die Entstehung von Weltraummüll so weit wie möglich einschränkt und einen möglichst sicheren Wiedereintritt von Satelliten am Ende ihrer Lebensdauer gewährleistet. Mit der von der Gemeinschaft getragenen Initiative Zero Debris Charter will die ESA auch andere dazu ermutigen, einen ähnlichen Weg einzuschlagen.

Die ESA-Missionen in der Erdumlaufbahn sind jetzt für einen kontrollierten“ Wiedereintritt ausgelegt. Bei einem kontrollierten Wiedereintritt können die Betreiber von Raumfahrzeugen sicherstellen, dass der Satellit über dünn besiedelten Regionen der Erde wie dem Südpazifik niedergeht. Unterdessen bemüht sich die ESA weiterhin darum, ihre älteren Satelliten (wie ERS-2, Aeolus, Cluster und Integral) auf nachhaltigere Weise zu entsorgen als ursprünglich geplant.

Das Erbe der Mission

ERS-2 und sein Vorgänger ERS-1 waren die anspruchsvollsten Satelliten, die je von Europa entwickelt und gestartet wurden. Der Satellit brachte eine Reihe wissenschaftlicher Instrumente und Technologien in die Umlaufbahn, die mehr als anderthalb Jahrzehnte lang wertvolle Daten sammelten, darunter das erste europäische Instrument zur Untersuchung des atmosphärischen Ozons. Die ERS-Datensätz werden heute im Rahmen des ESA Heritage Space Programmes zugänglich gemacht.
Die ERS-Satelliten bildeten auch die Grundlage für viele Nachfolgemissionen, die der Erforschung unserer sich verändernden Welt gewidmet sind, wie z. B. Envisat, die MetOp-Wettersatelliten, die wissenschaftlichen ESA-Forschungsmissionen Earth Explorer und die Copernicus Sentinels sowie viele andere nationale Satellitenmissionen.
„ERS-Daten werden auch heute noch in großem Umfang genutzt, meist in Kombination mit Daten von neueren Missionen, da langfristige Datensätze zum Beispiel für die Erkennung und das Verständnis von Veränderungen unseres Klimas unerlässlich sind“, sagte Mirko Albani, Leiter des ESA-Programms für das Weltraumerbe. „Die Mission ist auch ein großartiges Beispiel dafür, wie die ESA neue Technologien entwickelt, die später in Betrieb genommen werden, um Dienste wie Wettervorhersage und Klimaüberwachung zu unterstützen, die den Bürgern der ESA-Mitgliedstaaten und Menschen auf der ganzen Welt zugute kommen“.

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• ERS-2 kehrt zurück

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Quelle: ESA 5. Februar 2024.

5. Februar 2024 – Während seiner 16-jährigen Betriebszeit lieferte der zweite europäische Satellit für Fernerkundung, ERS-2, eine Fülle von Informationen, die unsere Sicht auf unseren Planeten und das Verständnis des Klimawandels revolutionierten. Diese herausragende Mission hinterlässt nicht nur ein bemerkenswertes Vermächtnis an Daten, die die Wissenschaft immer noch voranbringen, sondern schuf auch die Voraussetzungen für viele der heutigen Satelliten und für die führende Position der Europäischen Weltraumorganisation ESA in der Erdbeobachtung.

2011 hat die ESA ERS-2 in den Ruhestand versetzt und mit dem Prozess des so genannten Deorbitings begonnen – nun ist es an der Zeit, dass dieser wegweisende Satellit wieder in die Atmosphäre eintritt und verglüht.

Der Start von ERS-2 erfolgte 1995 nach dem Start seines Schwestersatelliten ERS-1 vier Jahre zuvor.

Zum Zeitpunkt des Starts waren die beiden ERS-Satelliten die anspruchsvollsten Erdbeobachtungssatelliten, die jemals entwickelt wurden.

Beide Satelliten waren mit einem beeindruckenden Instrumentarium ausgestattet, darunter ein abbildendes Radar mit synthetischer Apertur, ein Radarhöhenmesser und andere leistungsstarke Sensoren zur Messung der Oberflächentemperatur des Ozeans und der Winde auf See. ERS-2 verfügte über einen zusätzlichen Sensor zur Messung des atmosphärischen Ozons.

Die bahnbrechenden ESA-Satelliten sammelten eine Fülle von Daten über das schwindende Polareis, die sich verändernde Landoberfläche, den Anstieg des Meerespiegels, die Erwärmung der Ozeane und die Chemie der Atmosphäre. Darüber hinaus beobachteten sie Naturkatastrophen wie schwere Überschwemmungen und Erdbeben in entlegenen Teilen der Welt.

Die verschiedenen Technologien, die auf ERS zum Einsatz kamen, bildeten die Grundlage für Nachfolgemissionen wie die äußerst erfolgreiche Envisat-Mission, die MetOp-Wettersatelliten, die heutige Familie wissenschaftlicher Forschungsmissionen namens Earth Explorer, die Copernicus Sentinels sowie viele andere nationale Satellitenmissionen und ebneten den Weg für die Routinebeobachtungen, die wir heute für selbstverständlich halten.

So war beispielsweise das ERS-Radar der Vorläufer des Radars der heutigen Copernicus Sentinel-1-Mission, sein Radarhöhenmesser lieferte das Erbe für den Sensor der CryoSat-Mission zur Erkundung der Erde, um Veränderungen der Eisdicke zu kartieren, und das ERS-Radiometer lebt in der auf Copernicus Sentinel-3 mitgeführten Version weiter.

Das Global Ozone Monitoring Experiment (GOME) von ERS-2 war der Vorläufer von Sciamachy auf Envisat und GOME-2 auf MetOp.

Beim Start von ERS-2 wurde der Begriff Klimawandel weit weniger genutzt und verstanden als heute – aber die ERS-Missionen lieferten den Wissenschaftler*innen die Daten, die uns halfen, die Auswirkungen des Menschen auf unseren Planeten zu verstehen.

Tausende von wissenschaftlichen Arbeiten wurden auf der Grundlage von ERS-Daten veröffentlicht, und dank des ESA-Programms „Heritage Space“, das dafür sorgt, dass die Daten der inzwischen inaktiven Satelliten weiter verbessert und genutzt werden, werden auch in Zukunft weitere Erkenntnisse über unsere sich verändernde Welt und die Risiken, denen wir ausgesetzt sind, gewonnen werden.

ERS-2 funktionierte noch, als die ESA die Mission 2011 für beendet erklärte und anschließend damit begann, seine Flüghöhe von etwa 785 km auf 573 km abzusenken, um das Risiko von Kollisionen mit anderen Satelliten zu minimieren, und den Satelliten vollständig passivierte.

Die Entsorgung von ERS-2 erfolgte unter Berücksichtigung der damaligen Anforderungen der ESA an neue Projekte zur Eindämmung des Weltraummülls, was das starke Engagement der Agentur für die Reduzierung des Weltraummülls unterstreicht.

Nach 13 Jahren des Verfalls der Umlaufbahn, der hauptsächlich durch die Sonnenaktivität verursacht wurde, wird der Satellit nun auf natürliche Weise wieder in die Erdatmosphäre eintreten. Dies wird voraussichtlich Mitte Februar geschehen, wobei die Vorhersagen immer besser werden, je näher wir dem Wiedereintrittspunkt kommen.

Das ESA-Büro für Raumfahrtrückstände überwacht in Abstimmung mit mehreren internationalen Partnern den Wiedereintritt des Satelliten und wird in den Tagen vor dem Wiedereintritt sowohl auf der dafür eigenrichteten Website (kostenlose Benutzeranmeldung notwendig) als auch im Rocket Science Blog sowie auf https://www.esa.int/Space_Safety/Space_Debris regelmäßig aktuelle Informationen bereitstellen.

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• ESA

Der Beitrag ESA: ERS-2 vor Wiedereintritt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Karl Urban. Quelle: ESA.

Der Titel „glitzerndste Stadt der Welt“ gebührt mit Sicherheit Las Vegas: Mit seinen Neonröhren-geschmückten Casinos ist die Stadt an Buntheit wohl kaum zu schlagen. Allerdings bekommen diese nun Konkurrenz: Zwei Augen im Erdorbit machten eine ganz andere Art von Glitzern sichtbar.

Die ersten gemeinsamen Radar-Aufnahmen der ESA-Satelliten Envisat und ERS-2 wurden vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) gemacht. Sie wurden kombiniert, um eine topografische Analyse rund um Las Vegas zu erstellen.

Die Analyse verband Aufnahmen des synthetic aperture radar (SAR) an Bord von ERS-2 aus dem Jahr 1999 und der weiterentwickelten Version des SAR an Bord von Envisat aus dem letzten Jahr. Das dabei entstandene Interferogramm macht auf den ersten Blick den Anschein, dass es eher an die Wand einer Studentenwohnung gehöre, als zur wissenschaftlichen Forschung zu dienen. Ein Interferogramm ist ein Bild, das aus Aufnahmen der gleichen Region zweier Radarinstrumente kombiniert wird. Die dabei aufgezeigten Unterschiede sind dabei das Interessante.

Das aktuellen Interferogramm betrachtet ein Gebiet von 30 mal 35 Kilometern rund um Las Vegas. Die Stadt ist im Zentrum der Aufnahme als ein Gebiet von hellen Farben zu erkennen mit Straßen, die als dunkle dünne Linien erscheinen. Das Bild wurde nach einem Auftrag der ESA vom Institut für Methodik der Fernerkundung des DLR erstellt, um den Nutzen von Gemeinschaftsaufnahmen von ERS und Envisat zu untersuchen.

Jeder Farbkreis in dem Bild, von blau über rot bis zu gelb, repräsentiert einen Höhenunterschied von 8,4 Metern. Das entstandene Muster aus Farben gibt daher die Topografie der Stadt und ihrer Umgebung wieder.

Die Erstellung eines Interferogramms mit Hilfe von Daten dieser beiden Satelliten war anfangs scheinbar kaum durchführbar. Die Erstellung von Interferogramm-Aufnahmen mit der ERS-Satelliten war aber nichts Neues.
Das wirklich Außergewöhnliche an dem aktuellen Bild ist nach Nico Adam, DLR-Wissenschaftler und Leiter dieses Projekts, dass Envisat und ERS-2 mit völlig unterschiedlichen Frequenzen arbeiten und das unterschiedlich genug, um die Zusammenführung der Bilder der beiden Satelliten stark zu komplizieren.

„Dies war das erste Mal, dass wir Envisat– und ERS-Daten kombiniert haben, da dafür spezifische geometrische Vorarbeiten geleistet werden mussten“, sagte Adam.
ERS-1 startete 1991 und arbeitete bis 1999. ERS-2 befindet sich seit 1995 im Erdorbit und arbeitet bis heute. Envisat startete erst vor einem Jahr und trägt eine Sammlung von zehn Instrumenten, um die unterschiedlichsten Aspekte der Umwelt der Erde aufzeichnen zu können.

Der Beitrag Aus dem All: Die glitzernde Stadt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von meiklampmann. Quelle: ESA.

Seit dem 27. Oktober schleuderte der größte Vulkan Europas riesige Mengen von Asche und Spurengasen in die Atmosphäre.

Die von den Satelliten ERS-2, Envisat und PROBA gelieferten Aufnahmen der Eruptionen geben neue Einblicke in das spektakuläre Ereignis und dessen Folgen für die Umwelt.

Der etwa 3500 Meter hohe Ätna gilt den Sizilianern traditionell als „Volcano buono“, als gutmütiger Vulkan. Der an der Kreuzung von zwei Rissen im Erdmantel gelegene Feuerberg ist ständig aktiv. In regelmäßigen Abständen kommt es auch zu größeren Ausbrüchen. Explosionsartige Eruptionen mit katastrophalen Folgen aber hat es seit Jahrhunderten nicht gegeben. Das Magma des Ätna ist vergleichsweise dünnflüssig, so dass die enthaltenen Gase leicht entweichen können. Magma- oder Gesteinspfropfen, unter denen sich ein enormer Druck aufbauen könnte, waren daher kaum zu erwarten. Eine Untersuchung der Lava nach den Ausbrüchen im Sommer 2001 zeigte jedoch, dass sich das Magma des Ätna verändert, zähflüssiger wird. Und auch die heftigen Ausbrüche Ende Oktober dieses Jahres deuten darauf hin, dass der bislang gutmütige Riese anfängt, gefährlich zu werden. Dr. Werner Thomas vom Institut für Methodik der Fernerkundung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) vertritt die Ansicht, dass die jüngsten Ausbrüche den Beginn einer neuen Phase in der Aktivität des größten europäischen Vulkans markieren. „Wie schon bei den Ausbrüchen des Ätna im Juli und August 2001 registrierten mehrere Satellitensensoren auch diesmal dichte Aschewolken und Gasemissionen“, so Thomas.

Überwachung des unberechenbaren RiesenAufschlussreiche Daten zur Schadstoffbelastung durch den Ausbruch lieferten der Spurengas-Sensor GOME (Global Ozone Monitoring Experiment)an Bord des Erderkunders ERS-2 sowie das abbildende Spektrometer MERIS(Medium Resolution Imaging Spectrometer)des neuen ESA-Umweltsatelliten Envisat. Das GOME-Instrument erlaubt die detaillierte Spektralanalyse des Sonnenlichts, das von Spurenstoffen in der Atmosphäre zurückgestrahlt wird. So kann die Konzentration von Ozon und vielen anderen Spurengasen äußerst genau bestimmt werden. Auch MERIS zerlegt von der Erde zurückgestrahltes Licht in seine spektralen Bestandteile und liefert so detaillierte Daten über Schwebepartikel in der Luft und über die Wolkendecke. Und nicht zuletzt hat auch das Spektrometer CHRIS (Compact High Resolution Imaging Spectrometer) an Bord des Technologiesatelliten PROBA Bilder von der Abgasfahne des Ätna zur Erde übermittelt.
Gewaltige Schwefeldioxid-Schleuder
Nach den Ausbrüchen am 27. und 28. Oktober registrierte der Spurengas-Sensor GOME einen drastischen Anstieg der Schwefeldioxid-Werte in der Atmosphäre. „In der Abgasfahne wurde eine Schwefeldioxid-Konzentration von rund 10 Dobson-Einheiten gemessen, also eine mindestens zwanzigfach höhere Konzentration als üblich“, erläutert Thomas. Die Dobson-Einheit (DU) ist ein Maß für die Konzentration von Gasen in einer Luftsäule von 70 km Höhe über einem bestimmten Punkt der Erdoberfläche. Für Schwefeldioxid SO2 liegt dieser Wert in der Regel bei 0,5 DU. In der 8 bis 17 km breiten Troposphäre – der untersten Schicht der Erdatmosphäre, in der sich das gesamte Wettergeschehen abspielt – ist Schwefeldioxid einer der Hauptverantwortlichen für den so genannten sauren Regen. Und in der Stratosphäre, d.h. in 11 bis 50 km Höhe, bilden sich aus der giftigen Schwefelverbindung extrem stabile Sulfat-Aerosole, die gravierende Folgen für die globale Klimaentwicklung haben können. Der Ätna gilt als eine der größten Schwefeldioxid-Quellen weltweit. Die ersten Daten nach dem aktuellen Ausbruch lieferte GOME am 29. Oktober gegen 10.15 Uhr UTC. Wie die Abbildung zeigt, waren südöstlich von Sizilien eindeutig erhöhte Konzentrationen von Schwefeldioxid in der Troposphäre festzustellen. Das vom Ätna ausgestoßene Spurengas war vom Wind in diese Richtung geweht worden.

Ascheausstoß mit globalen Folgen
Während der Ausbrüche schleuderte der Ätna Lava und Asche mit Geschwindigkeiten bis zu 450 m/s in den Himmel. Neben dem Hauptkrater spien mindestens neun neue Krater Feuer, die sich an den Bergflanken zwischen 2300 und 2700 Metern Höhe geöffnet haben. Wie die Daten des Envisat-Instruments MERIS vom 28. Oktober belegen, gelangten dabei neben Schwefeldioxid große Aschemassen in die Atmosphäre. Die Aufnahme zeigt die Rauchfahne des Vulkans, die sich südlich und westlich von Sizilien bis zur Nordküste Afrikas erstreckt. Während die gröberen Aschepartikel nach kurzer Zeit zur Oberfläche niedersinken, halten sich feine schwefelsaure Schwebstoffe, die durch das Schwefeldioxid entstehen, unter Umständen jahrelang in der Luft. Diese Aerosole beeinflussen den Energiehaushalt der Erde, und zwar nicht nur in der Region des Ausbruchs, sondern weltweit. Atmosphärische Schwebestoffe, die Graphit- und Kohlenstoffpartikel enthalten, sind schwarz und absorbieren dadurch das Sonnenlicht. Damit verringern sie die Sonneneinstrahlung, so dass die Erdoberfläche abkühlt. Die Atmosphäre hingegen heizt sich durch die absorbierte Sonnenenergie auf. Mit dem Spektrometer MERIS lässt sich die räumliche Verteilung der Aerosol-Fahnen genau erfassen. Damit kann die Belastung der Luft mit Schwebepartikeln bestimmt und deren Rolle als Kondensationskerne für die Tropfenbildung in Wolken untersucht werden. Damit wiederum kann man die Auswirkungen auf den globalen Wasserkreislauf genau bestimmen.

Ätna-Bilder vom High-Tech-ZwergAuch der ESA-Technologiesatellit PROBA (PRoject für On-Board Autonomy) lieferte Bilder des Feuerspuckers. Die knapp zwei Zentner schwere und kaum kühlschrankgroße High-Tech-Experimentierplattform ist seit einem Jahr im All und testet neben bordautonomer Steuerungstechnologie auch hochentwickelte Instrumente zur Erkundung von Erde und Weltraum. Die am 30. Oktober aufgenommenen Ätna-Bilder demonstrieren das Leistungsprofil des Hauptinstruments CHRIS. Das hochauflösende bilderzeugende Spektrometer erlaubt eine detaillierte Erd- und Umweltbeobachtung. Die hier gezeigten Bilder des Ätna hat CHRIS in vier Standard-Spektralbändern aufgenommen. Das Instrument ist aber in der Lage, die Erdoberfläche in bis zu 19 Spektralkanälen zu erfassen, vom sichtbaren bis in den nahen Infrarot-Bereich.

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Ein Beitrag von Karl Urban, bearbeitet von Star-Light. Quelle: ESA.

Ein neues Verfahren, die so genannte „Radar- Interferometrie mit synthetischer Apertur“ (InSAR), erlaubt das Aufspüren ungewöhnlicher Verformungen der Erdkruste durch Beben.
US-Wissenschaftler würdigen die Leistungen der Europäischen Raumfahrtagentur ESA. Sie haben Bildmaterial eines Erdbebens ausgewertet, das 1999 die Mojave-Wüste im Westen der USA erzittern ließ. Ihre Studie zeigt neue Wege zur Identifizierung aktiver Verwerfungen der Erdkruste auf. Auch wann eine Störungszone zuletzt von Erdstößen heimgesucht wurde, ist nun leichter festzustellen.

Glücksfall Erdbeben
Forscher des Scripps-Instituts für Ozeanografie an der University of California in San Diego und des California Institute of Technology (Caltech) haben in der renommierten Fachzeitschrift „Science“ eine eingehende Studie über das so genannte „Hector-Mine“-Beben veröffentlicht. Die heftigen Erdstöße erzeugten Bodenverwerfungen auf einer Länge von rund 140 Kilometern und erreichten eine Stärke von 7,1. Dennoch richtete das nach einem verlassenen Bergwerk vor Ort benannte Beben in dem Gebiet kaum Schaden an. Laut Yuri Fialko, dem Hauptautor der Science-Veröffentlichung, war dieses Beben sogar ein Glücksfall, bot es doch die einmalige Chance, mit Satelliten- und Radartechnologie außergewöhnliche Merkmale der Verwerfungen zu dokumentieren.

Gestein im Rückwärtsgang
Als die Wissenschaftler die Radarbilder aus dem All auswerteten, erlebten sie eine Überraschung: Sie stellten fest, dass sich Bodenverwerfungen in manchen Fällen offenbar rückwärts bewegen. „Selbst geringe Änderungen der Druckverhältnisse durch weit entfernte Beben können in Verwerfungsgebieten leichte Bewegungen auslösen. Bislang hat man dabei aber nur Vorwärtsbewegungen beobachtet“, erläutert Fialko. „Wir konnten belegen, dass sich in diesem Fall die Verwerfungen durch minimale Spannungsveränderungen rückwärts bewegt hatten, was wirklich ziemlich ungewöhnlich ist“, so Fialko.

Die Untersuchung führt zu dem Schluss, dass diese Rückwärtsbewegung nicht durch Reibungsgleiten großer Gesteinspakete entsteht, sondern mit dem unterschiedlichen Gesteinsmaterial in den Verwerfungen selbst zusammenhängt. Wie Fialko erläutert, werden die Ergebnisse sicherlich zu neuen seismischen Untersuchungen in Gebieten mit Verwerfungen unterschiedlicher Zusammensetzung führen. Sie können helfen, potenziell aktive Störungszonen aufzuspüren. Sie leisten damit einen Beitrag zur Erdbebenvorhersage.

Getrickste Präzision
Das Erdbeben wurde durch bildgebende Radarinterferometrie mit synthetischer Apertur (InSAR) umfassend dokumentiert. Bei diesem Verfahren sendet das Satellitenradar kurze Impulse zur Erde und registriert die Echos. Dabei peilen die Satelliten einen bestimmten Punkt der Erde beim Überflug mehrmals aus unterschiedlichen Winkeln an. Die Bodenstation rechnet die nach und nach eintreffenden Signale zu einer hochauflösenden digitalen Geländeabbildung zusammen.
Hinter dem etwas schwer vermittelbaren Begriff der synthetischen Apertur verbirgt sich also ein schlauer Trick: Viele einzelne Aufnahmen werden zu einem Gesamtbild zusammengesetzt, das dann wesentlich detailgenauer ist als eine einzige Aufnahme. Veränderungen der Erdoberfläche lassen sich so extrem genau nachvollziehen.

Beifall für Europas Erdbeobachter
In ihrem Science-Artikel betonten die Wissenschaftler, dass die ESA- Satelliten ERS-1 und ERS-2 das Erbebengebiet in den vergangenen 10 Jahren mehrfach abgetastet haben. Eine Auswertung aller InSAR- Aufnahmen vom Tag des Erdbebens selbst erbrachte schließlich 20 relevante Interferogramme. „Vor InSAR standen uns nur Punktmessungen direkt aus der Deformationszone zur Verfügung. Dank des InSAR-Verfahrens können wir uns nun auf Millionen von punktuellen Messwerten stützen, die ein umfassendes Bild der Bodendeformation in Südkalifornien vermitteln“, erklärte Peter Shearer vom Scripps-Institut, ein Koautor der Science- Veröffentlichung.

Anhand der Satellitendaten konnten die Wissenschaftler horizontale und vertikale Geländeveränderungen im Millimeter- und Zentimeterbereich in einem weiten Gebiet um die Verwerfungen herum aufspüren. „Es waren die äußerst erfolgreichen Satellitenmissionen der Europäischen Weltraumagentur, die diese Erkenntnisse ermöglicht haben“, so die Forscher Scripps-Instituts.

Mit Argusaugen im All
Das erste Radar mit synthetischer Apertur (SAR) befand sich an Bord des 1991 gestarteten europäischen Erdbeobachtungssatelliten ERS-1. 1995 gelangte der nahezu baugleiche ERS-2 mit einem weiteren SAR-System in die Umlaufbahn. Das äußerst erfolgreiche Satellitenduo der ESA konnte ein Fülle wertvoller Daten über die Landmassen, Ozeane und Polkappen unseres Heimatplaneten liefern, insbesondere in den Jahren, in denen die beiden Satelliten die Erde im Tandembetrieb umrundeten, also quasi im Formationsflug. Heute nutzen weltweit einige hundert Forschungsgruppen die ERS- Daten für ihre Untersuchungen. Das InSAR-Verfahren hat sich als geowissenschaftlicher Durchbruch mit neuen Erkenntnissen über Erdbeben und anderen Naturereignissen erwiesen.

Das neue europäische Argusauge am Himmel heißt Envisat. Der am 1. März 2002 gestartete komplexeste Umweltsatellit der ESA hat ein weiterentwickeltes SAR-Radarsystem (ASAR) mit extrem geschärftem Blick an Bord: Das ASAR-Instrument kann unter anderem Signale mit unterschiedlicher Polarisierung abstrahlen und empfangen, was die Präzision bei der Geländekartierung noch einmal sehr deutlich verbessert. Envisat dürfte daher sowohl die Erdbebenforschung als auch die Erdbebenvorhersage revolutionieren.

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Ein Beitrag von meiklampmann, bearbeitet von Star-Light. Quelle: ESA.

Die ESA-Satelliten ERS-2 und Envisat erwiesen sich mit ihren Überblicksdaten als eine unentbehrliche Hilfe beim Krisenmanagement. Ein Internationales Abkommen zur Katastrophenhilfe bestand in den Hochwasser-Wochen die Nagelprobe.
Die Bilanz des Jahrhunderthochwassers der Elbe und anderer europäischer Flüsse im Sommer 2002 ist erschreckend: Mehr als 100 Menschen starben in den Fluten, Hunderttausende mussten ihre Häuser verlassen, Zehntausende Häuser und Betriebsanlagen sind zerstört. Die Kosten für die Aufräumarbeiten und den Wiederaufbau werden auf eine zweistellige Sume von Milliarden Euro geschätzt.

In Krisensituationen zeigt sich, ob die für den Ernstfall geschaffenen Szenarien wirklich greifen. Schnelle Hilfe leisteten Erdbeobachtungssatelliten. Erst die Sicht aus dem Kosmos gibt nämlich einen realistischen Überblick über die Hochwassersituation, von der weite Teile Mitteleuropas im August betroffen waren, in Deutschland waren es vor allem die Länder Sachsen und Sachsen-Anhalt. Die mit unterschiedlichen Aufnahmesystemen ausgestatteten Raumflugkörper nehmen die Erde schnell, großflächig und damit kostengünstig auf.

Im Katastrophenfall sollen derartige Satellitenbildprodukte zeitnah den Nutzern zur Verfügung gestellt werden. Dafür sorgt ein auf der UNISPACE III im Juli 1999 in Wien abgeschlossenes internationales Abkommen mit dem Namen:“International Charter on Space and Major Disasters“. Dahinter verbirgt sich eine neue zentrale Organisationsform, für die es im deutschen noch keinen zutreffenden Namen gibt. Die Mitglieder dieser Charta verpflichten sich, unter humanitären Aspekten uneigennützig zweckgebundene Hilfe zu leisten.

Die Nagelprobe bestand das System während dieser Hochwasserkatastrophe. Am 17.August wurde es erstmals von der Schweiz aktiviert, um die Auslieferung von Pumpen und Elektrogeneratoren in den überfluteten Gebieten der Tschechischen Republik durch Schweizer Hilfsteam zu unterstützen. Am 20.August forderte der österreichische Innenminister Satellitenbilder von der Charta an, da die Donau denselben Hochwasserstand wie die Elbe zu erreichen drohte. Zwei Tage später benötigte auch das deutsche Innenministerium Satellitendaten wegen der hohen Elbe-Pegelstände an.
Die ESA hat den drei Staaten sofort Archivaufnahmen sowie aktuell gewonnene Bilder ihrer ERS-Erderkundungssatelliten zur Verfügung gestellt.

Die Satellitenbilder halfen den Krisenstäben in den Überschwemmungsgebieten bei der strategischen Planung, Koordinierung und Bewältigung vielfältigster Maßnahmen des Katastrophenschutzes, von der Kontrolle und Stabilisierung der Dämme, über gezielte Flutungen von Rückhaltebecken bis zur Findung des richtigen Evakuierungszeitpunktes der von der Flut bedrohten Anwohner.
Das sind nur einige der wesentlichsten Vorteile der Satellitenfernerkundung.

Kosmosaufnahmen allein reichen aber nicht aus. Zusätzlich müssen Luftbilder gewonnen werden. Gerade bei der Flutkatastrophe ergänzen sich Luft- und Satellitenbilder.
Die Bilder dienen der Personensuche sowie der Prüfung der Deichanlage auf Schwachpunkte. Die Bilder dienen auch dem zukünftigen Krisenmanagement. Es gilt einerseits die Vorhersagemodelle zu verbessern. Es gilt aber auch in den kommenden Jahren und Jahrzehnten vielfältige bauliche Konsequenzen zu treffen, z.B. Baustopp der Donau, keine weitere Besiedlung der Überschwemmungsgebiete und so weiter, um die Schäden kommender Überschwemmungen wirkungsvoll zu begrenzen. Denn eines ist gewiss: Die nächste Flutwelle kommt bestimmt.

Der Beitrag Fliegende Helfer erschien zuerst auf Raumfahrer.net.