Ein Beitrag von Roland Rischer. Quelle: NASA.

Die erdbeobachtenden Satelliten der NASA stehen sicherlich nicht im Zentrum des öffentlichen Interesses an Weltraummissionen. Im entsprechenden Direktorat wird man sich damit gezwungenermaßen arrangiert haben und sich vielleicht damit motivieren, dass hier zu etwas lebensnäheren Fragestellungen wissenschaftliche Grundlagenarbeit geleistet wird, etwa dem Klimawandel auf der Erde.

Doch in dieser gar nicht so kleinen Nische werden sich einige kräftig erschrocken haben, als sie von der Kampfansage im Gegenentwurf zum NASA-Haushalt 2014 der Republikaner im US-Kongress erfuhren. Nicht nur die Asteroiden-Mission soll gestrichen werden, auch das Teilbudget Erderforschung im Budget für Wissenschaftsmissionen der NASA soll kräftig reduziert werden. Es wurde vorgeschlagen, mal eben rund ein Drittel einzusparen und mit 1,2 statt 1,9 Mrd. US-Dollar auszukommen.

Die NASA regierte umgehend und erstellte eine Grafik, mit der sie an die laufenden US-Missionen im Erdorbit erinnert. NASA-Chef Charles Bolden persönlich ließ es sich nicht nehmen, auf den hohen Stellenwert der weltraumgestützten Erderforschung in der NASA-Budgetanforderung 2014 des US-Präsidenten hinzuweisen. Neben der kurzfristigen Wettervorhersage und der langfristigen Klimabeobachtung werden Umweltveränderungen, Waldbrände und der Zustand der Vegetation überwacht. Die inzwischen langen Zeitreihen vergleichbarer Daten sind dabei ein wichtiges Argument für die Fortsetzung von Missionen.

Momentan dienen 16 Satelliten der NASA der Erderforschung. Nummer 17, Jason 1, wurde am 3. Juli 2013 außer Dienst gestellt. Die älteste der laufenden Missionen, TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission), wurde 1997 gestartet. Die jüngste ist Landsat 8, welche im Februar 2013 in eine Erdumlaufbahn gebracht wurde. Bis 2020 stehen sieben weitere Starts von Erdbeobachtungssatelliten der NASA an, davon vier im Jahr 2014. Dies sind GPM (Global Precipitation Mission; Niederschlagsmessung), OCO 2 (Orbiting Carbon Observatory; CO2-Beobachtung), SMAP (Soil Moisture Active Passive, Messung der Bodenfeuchtigkeit) und SAGE III (Stratopheric Aerosol and Gas Experiment; Messung der vertikalen Zusammensetzung und Schichtung der Atmosphäre), das von SpaceX zur Internationalen Raumstation gebracht wird. Diese Projekte sind schon weit fortgeschritten und daher nicht ganz so stark gefährdet. Aber danach ab 2015 könnten als Teil eines Kompromisses zwischen US-Republikanern und -Demokraten Budgetstreichungen in der Erderforschung wirksam werden.

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: CNES, ISRO.

Der PSLV-Flug mit dem Klimaforschungssatelliten Megha-Tropiques an Bord war der einundzwanzigste einer PSLV-Rakete, einer dieser Flüge – der Jungfernflug des Raketentyps – endete in einem vollständigen Misserfolg. Im Augenblick stellt die PSLV-Rakete Indiens einzigen betriebssicheren Weltraumträger dar, dem zuletzt auf Grund der mangelnden Zuverlässigkeit der GSLV wieder einmal die Aufgabe zugefallen war, einen Satelliten in einen Geotransferorbit zu schicken, aus welchem der Satellit selbständig eine Position im Geostationären Orbit erreichen kann. Die von der PSLV-C18 transportierten Satelliten dagegen, neben Megha-Tropiques außerdem VesselSat 1 für das automatische Schiffsidentifikationssystem AIS sowie Jugnu und SRMSat, zwei von indischen Studierenden gebaute Satelliten, wurden auf Umlaufbahnen im Bereich zwischen 850 und 870 Kilometern über der Erde gebracht.

Für Indien bedeutet die geglückte Mission der PSLV-C18 gleich einen mehrfachen Erfolg: Zunächst wurde mit dem Erreichen einer Erdumlaufbahn durch Megha-Tropiques ein neues Kapitel der indischen Möglichkeiten zur Atmosphärenforschung aufgeschlagen.

Weiterhin ist Megha-Tropiques das erste große Raumfahrtprojekt, das indische und französische Institutionen gemeinsam abwickeln. Außerdem kann Indien jetzt einen bedeutenden Beitrag zur Deckung des globalen Bedarfs an Klimadaten liefern. Indischerseits ist geplant, die Daten von Megha-Tropiques weltweit kostenfrei zur Verfügung zu stellen. Und schließlich erfährt die Luft- und Raumfahrtforschung an indischen Universitäten weiteren Aufwind.

Unterbrechungsfreie und zuverlässige Wetterbeobachtungen aus dem Weltraum sind für die Vorhersage unterschiedlicher Wettergeschehnisse und für Prognosen zur Klimaentwicklung unverzichtbar. Daten zu den äquatorialen Regionen rund um den Globus waren bisher knapp. In diesem Bereich gibt es nur wenig Landmasse, er ist größtenteils von Ozeanen bedeckt, weshalb dort irdische Wetterstationen in nur geringer Zahl existieren. Das Verständnis für die Physik der Atmosphäre in den äquatorialen Regionen ist beschränkt und beeinträchtigt kurz- und langfristige Wetterprognosen. Vom auf dem indischen Satellitenbus IRS aufgebauten, beim Start rund 1.000 Kilogramm schweren Megha-Tropiques erwartet man Abhilfe.

Indien, das hauptsächlich die Auswirkungen tropischen Klimas spürt, kann wahrscheinlich besonders von verbesserten Erkenntnissen zu den Prozessen in der Atmosphäre profitieren. Wohl erst recht gilt das für Staaten in Afrika, Ozeanien und Südamerika. Megha-Tropiques soll passend zu seiner Namensgebung (Megha -Sanskrit- bedeutet Wolken, Tropiques -Französisch- steht für Tropen) beispielsweise Daten liefern zur Reflexion von Sonneneinstrahlung durch Wolken, zum Feuchtigkeitsgehalt und der Temperatur in unterschiedlichen Höhen, zur Wasserverdunstung, zu Eigenschaften der Wolkenbedeckung und der Verteilung von Niederschlägen.

In den äquatorialen Regionen sind Quellwolken, also solche mit dynamischen inneren Konvektionsprozessen, vorherrschend. Eine detaillierte Untersuchung derartiger Wolken ist für die Vorhersage von Monsun und Wirbelstürmen wichtig. Sie wird auch bei der Beurteilung der Bedeutung dieser Wolken für die Feuchtigkeits- und Energiebudgets in der Atmosphäre eine entscheidende Rolle spielen. Man hofft, dass es auf Basis neuer Daten und neu erkannter Zusammenhänge möglich wird, die Natur des Klimawandels, der sich über den äquatorialen Regionen vollzieht, zu verstehen.

Es ist geplant, Megha-Tropiques auch als Teil einer internationalen, Global Precipitation Constellation Mission (GPCM oder GPM) genannten, maßgeblich von den Vereinigten Staaten und Japan unterstützten Satellitenkonstellation einzusetzen, deren Aufgabe es ist, Daten zu weltweit auftretenden Niederschlägen zu sammeln.

Die Kontrolle des raumflugtechnischen Teils von Megha-Tropiques erfolgt von einem Kontrollzentrum der indischen Raumfahrtforschungsorganisation (ISRO) in Bangalore, das über das indische Bahnverfolgungs-, Telemetrie- und Kommandonetzwerk (ISTARC) mit dem Satelliten kommuniziert. Wissenschaftliche Daten erhält das indische Zentrum für wissenschaftliche Satellitendaten (ISSDC) via ISTRAC, die französischen Raumfahrtagentur (CNES) empfängt sie mit eigenen Bodenstationen in Kourou, Französisch Guayana und Hartebeesthoek, Südafrika. Zur Zwischenspeicherung von 16 Gigabyte Daten befindet sich an Bord von Megha-Tropiques mit Halbleiterspeichern ausgestattetes redundantes Aufzeichnungsgerät.

Mindestens 3 Jahre lang wollen ISRO und CNES Megha-Tropiques betreiben. Die Treibstoffmenge an Bord sollte für einen mindestens fünfjährigen Einsatz des dreiachsstabilisierten Satelliten reichen.

Megha-Tropiques ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 37.838 bzw. als COSPAR-Objekt 2011-058A.

Raumcon:

• PSLV-C18 mit Megha-Tropiques und Orbcomm-AIS-Satellit

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