Wissenschaft bereitet sich auf EnMAP-Start im April vor

Der Umweltsatellit EnMAP wird im Verlauf des April 2022 vom Weltraumbahnhof Cape Canaveral (Florida) mit einer Falcon-9-Rakete ins All fliegen. Unter der wissenschaftlichen Leitung des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ soll EnMAP spektral hoch aufgelöste Bilder der Erdoberfläche in mehr als zweihundert Wellenlängenbändern aufnehmen, so genannte Hyperspektralbilder mittels abbildender Spektroskopie. Eine Information des Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ.

Quelle: GFZ.

Illustration des fliegenden Satelliten EnMAP. (Bild: DLR/OHB)

19. Januar 2022 – Das Startdatum wird immer konkreter: Der Umweltsatellit EnMAP wird im April 2022 vom US-amerikanischen Weltraumbahnhof Cape Canaveral (Florida) mit einer Falcon-9-Rakete ins All fliegen. Unter der wissenschaftlichen Leitung des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ soll EnMAP spektral hoch aufgelöste Bilder der Erdoberfläche in mehr als zweihundert schmalen aneinander angrenzenden Wellenlängenbändern aufnehmen, so genannte Hyperspektralbilder mittels abbildender Spektroskopie.

„Wir versprechen uns davon detaillierte Informationen über die Vegetation und den Klimawandel, aber auch über Boden- und mineralische Ressourcen, Gewässergüte und Umweltverschmutzungen“, sagt Sabine Chabrillat, Arbeitsgruppenleiterin in der GFZ-Sektion „Fernerkundung und Geoinformatik“ und wissenschaftliche Leiterin der Mission. Die Projektkoordination liegt bei der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bonn. Entwickelt und gebaut hat den Erdbeobachter die OHB System AG in Bremen. Das Unternehmen SpaceX stellt die Trägerrakete und hat das Startfenster auf 30 Tage beginnend mit dem 1. April festgelegt.

„Der Start markiert einen Meilenstein in der GFZ-Geschichte“, sagt der wissenschaftliche Vorstand (Interim) des GFZ, Niels Hovius. „Die Kolleginnen und Kollegen am GFZ arbeiten seit vielen Jahren gemeinsam mit der internationalen EnMAP Science Advisory Group am Forschungsprogramm der Mission.“ Das Potsdamer Team koordiniert auch das große EnMAP-PI-Projekt zur wissenschaftlichen Nutzungsvorbereitung und Unterstützung der Mission. Es wird gemeinsam mit den Partnerinstitutionen Humboldt-Universität Berlin, Universität Greifswald, AWI Bremerhaven und LMU München getragen.

Das Projekt umfasst ein umfangreiches wissenschaftliches Programm einschließlich der Entwicklung von freier und quelloffener Software für die wissenschaftliche Gemeinschaft. Die entwickelten Werkzeuge zur unabhängigen Vorverarbeitung von EnMAP-Daten und zur Analyse von Hyperspektraldaten in verschiedenen Anwendungsbereichen wie Bodenkartierung, Mineralienexploration, Landwirtschaft sowie Binnen- und Küstengewässer werden in der EnMAP-Box zur Verfügung gestellt. Es handelt sich dabei um eine freie und offene Toolbox, die im Rahmen des EnMAP-Wissenschaftsprogramms entwickelt und im ebenfalls frei verfügbaren Geodatenverarbeitungsprogramm QGIS als Erweiterung verfügbar gemacht wurde.

Eine weitere wichtige wissenschaftliche Aufgabe der aktuellen Projektphase ist die wissenschaftliche Validierung und Datenqualitätsbewertung der EnMAP-Strahlungs- und Reflexionsdaten, die während der sechsmonatigen Inbetriebnahme und im laufenden Betrieb durchgeführt werden soll. Der Validierungsplan wird bereits in Zusammenarbeit mit mehreren internationalen Partnern vorbereitet, die Messungen an geeigneten Referenzstandorten auf der ganzen Welt beisteuern werden.

Darüber hinaus sind eine Reihe von Schulungs- und Gemeinschaftsbildungsaktivitäten im Gange, wie z. B. die Entwicklung von Online-Lernressourcen und Online-Kursen zur abbildenden Spektroskopie im Rahmen der Bildungsinitiative HYPERedu. Der erste Massive Open Online Course (MOOC „Beyond the Visible – Introduction to Hyperspectral Remote Sensing“) zu den Grundlagen der bildgebenden Spektroskopie wurde bereits im November 2021 eröffnet und richtet sich an potenzielle künftige Nutzende von EnMAP- und hyperspektralen Fernerkundungsdaten, wie Studierende sowie Fachleute aus Forschung, Unternehmen, Behörden und Regierungseinrichtungen. Der Kurs hat schon mehr als 800 Anmeldungen. Saskia Förster, Wissenschaftlerin in der Sektion Fernerkundung und Geoinformatik, sagt: „Wir erwarten, dass die EnMAP-Daten von einer wachsenden Zahl von Nutzerinnen und Nutzern für die Kartierung und Überwachung des Zustands von Ökosystem sowie für die Bewirtschaftung natürlicher Ressourcen und die Bewertung von Gefahren und Risiken eingesetzt werden.“

EnMAP – die deutsche Umweltmission und ihre Partner
Die Umweltmission EnMAP wird von der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bonn im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geführt. Mit der Entwicklung und dem Bau des Satelliten sowie des Hyperspektralinstrumentes wurde die OHB-System AG beauftragt. Die Mission steht unter der wissenschaftlichen Leitung des GeoForschungszentrums Potsdam (GFZ).

Mit dem Aufbau und dem Betrieb des Bodensegments sind drei Institute und Einrichtungen des DLR beauftragt worden: Das Deutsche Raumfahrtkontrollzentrum in Oberpfaffenhofen wird den Satellitenbetrieb durchführen und überwachen. Das Deutsche Fernerkundungsdatenzentrum und das DLR-Institut für Methodik der Fernerkundung werden die empfangenen Satellitendaten archivieren, prozessieren, validieren und für die Wissenschaft zugänglich machen. Auch Firmen und Behörden werden die Daten ausprobieren und damit künftige Services vorbereiten. Die zukünftige Nutzung der EnMAP-Hyperspektraldaten durch Universitäten und wissenschaftliche Einrichtungen und die Entwicklung von speziellen Anwendungen werden durch BMWK-Förderprogramme unterstützt.

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