Yellowstone Nationalpark vom Radarsatelliten aufgenommen © NASA

Für den besonderen Anwendungsbereich der Kartierung der Erdoberfläche machen sich die Wissenschaftler Radarsatelliten zunutze. Radarsysteme haben sich im Laufe der Zeit zu den leistungsfähigsten Fernerkundungsinstrumenten entwickelt.

Bei Radarwellen handelt es sich im wesentlichen um Radiowellen mit einer Wellenlänge im Zentimeterbereich, die von Landmassen und Wasser reflektiert werden. Durch unterschiedliche Reflexionseigenschaften der Zielobjekte können diese Systeme nicht nur zur Ortung von Gegenständen, sondern auch zur Erkundung von Oberflächen benutzt werden. Der große Vorteil von Radarsystemen ist, dass sie auch nachts arbeiten und Wolken durchdringen können.

Zunächst wurde Radar von den Militärs zum Aufspüren und Verfolgen von feindlichen Flugzeugen und Schiffen benutzt. Nach dem Krieg wurde die Technik in steigendem Maße für zivile Zwecke benutzt. Schnell wurde der Nutzen für Kartierungen, Ozeanographie und Landnutzungsstudien erkannt.

Um größere Gebiete überblicken zu können, muss man die Radarsysteme höher hinauf bringen, als das mit Flugzeugen möglich ist. Die ersten Tests mit Radarsystemen im All unternahm die NASA bereits 1962. Die weiterentwickelte Version dieses Systems flog 1972 mit Apollo 17 zum Mond und nahm dort die Oberfläche und geologische Strukturen in Augenschein. Beflügelt von diesen Ergebnissen wurde schließlich an Bord des SEASAT-Satelliten zur Beobachtung der Meere ein Radarsystem installiert. In nur 100 Tagen sammelte SEASAT mehr Informationen über die Topographie der Weltmeere, als das vorher in 100 Jahren Forschung per Schiff überhaupt möglich war.

In den Achtzigerjahren wurden Radarsysteme zunehmend an Bord der Raumfähren installiert. Während dieser Testphase brachten die Radarbilder neue Erkenntnisse über die Abbildung geologischer Strukturen. Mittlerweile umkreisen eine Vielzahl von Radarsatelliten die Erde. Sie lieferten eine Vielzahl von neuen Erkenntnissen über die Erdoberfläche und wurden auch zur Beobachtung von besonderen Ereignissen eingesetzt. So wurde der Satellit ERS-1 1997 extra zur Beobachtung des Ausbruchs des isländischen Vulkans Vatnajökull wieder reaktiviert, nachdem seine Aufgaben vom Nachfolger ERS-2 übernommen worden waren.

Die ERS-Satelliten können zwischen zwei Beobachtungsfunktionen wechseln. Ein Modus dient zur Abtastung der Erdoberfläche, der zweite zur Erkundung der Ozeane. Radardaten dieser und anderer Satelliten finden inzwischen auch bei der Umweltbeobachtung vielfältige Anwendungen. So können die Wissenschaftler Seegang und Wellenfronten auf den Ozeanen studieren, aber auch Informationen über Ölteppiche und Sedimenteintrag aus Flüssen sowie Eisbedeckung und -bewegungen erhalten. Auf dem Land liefern die Satelliten Daten über Landnutzung und Abholzung, über geologische Strukturen und Erdbebengebiete.

Auch natürliche Ressourcen wie Grundwasservorkommen, Mineral-, Öl- und Gaslagerstätten werden von Radarsatelliten erkundet. Für andere Wissenschaftszweige war die Radartechnik ebenfalls von Bedeutung, so beispielsweise für die Archäologie. Bei einer Shuttle- Mission entdeckten die Wissenschaftler 1994 die kompletten Ausmaße der Tempelanlage von Angkor in Kambodscha, die ohne Satelliten wahrscheinlich nie gefunden worden wären. Weiterhin wurden in unmittelbarer Nähe der heutigen chinesischen Mauer Reste einer noch älteren Maueranlage entdeckt, die vom Boden nicht erkennbar ist.