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Freitag, 24.03.2017
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Umweltdetektiv im Weltall

Hyperspektral-Satellit ENMAP startet 2009

Einige tausend Satelliten umkreisen derzeit die Erde und es werden jährlich mehr. Doch im Jahr 2009 soll erstmals ein völlig neuer Satelliten-Typ den Himmel bereichern: ENMAP, der erste Satellit mit einem Hyperspektralsensor an Bord. Vom Weltall aus geben die Sensoren detailliert Aufschluss über Vegetation, Landnutzung, Gesteinsoberflächen oder Gewässergüte. Damit eröffnen sich sowohl für ökologische Langzeituntersuchungen als auch für die Stadt- und Landschaftsplanung völlig neue Möglichkeiten.
ENMAP mit Hyperspektralsensoren

ENMAP mit Hyperspektralsensoren

Hyperspektralsensoren sind eigentlich keine neue Erfindung: Sie registrieren das von der Erde reflektierte Sonnenlicht im Wellenlängenbereich vom sichtbaren bis zum nahen Infrarot und geben so beispielsweise Auskunft über den Gesundheitszustand der Vegetation oder die Zusammensetzung von Schnee und Eis. Bislang kommt diese Technologie allerdings ausschließlich in Flugzeugen zum Einsatz, so dass sowohl die Größe des beobachteten Gebiets als auch die zeitliche Dauer der Aufnahme begrenzt sind.

Mission Planet Erde


Diese räumlichen und zeitlichen Einschränkungen werden bald der Vergangenheit angehören. Denn das GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ) entwickelt zusammen mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), der GAF AG (Gesellschaft für Fernerkundung) sowie dem Unternehmen Kayser-Threde erstmalig einen Satelliten, der mit einem hochauflösenden Hyperspektralinstrument ausgerüstet ist. ENMAP (Environmental Mapping and Analysis Programme) startet voraussichtlich im Jahr 2009 und soll dann für mindestens fünf Jahre die Erdoberfläche systematisch abtasten.

Durch die Wahl einer sonnensynchronen Umlaufbahn in 643 Kilometern Höhe kann der Satellit jeden Punkt der Erde innerhalb von vier Tagen zweimal überfliegen. Auf diese Weise eignet sich das System hervorragend zur Analyse räumlich-zeitlicher Veränderungen, wie sie bei Vegetationszyklen oder Erosionsprozessen vorkommen. Die Sensoren tasten hierzu täglich einen bis zu 30 Kilometer breiten und rund 5.000 Kilometer langen Streifen der Erdoberfläche ab und senden die Daten an ein Kontrollzentrum am Boden. Die anschließende Auswertung erfordert große Rechenkapazitäten, da der Satellit bis zu 300 Megabit pro Sekunde oder umgerechnet über zwei Gigabyte pro Minute an die Erde funken kann.


Langzeit-Monitoring


ENMAP tastet die Erdoberfläche ab

ENMAP tastet die Erdoberfläche ab

Auch wenn die räumliche Auflösung von rund 30 Metern pro Pixel nicht mit hochempfindlichen Satellitensystemen wie Ikonos oder Quickbird vergleichbar ist, zählt ENMAP doch zu den leistungsstärksten Erdbeobachtern. Denn im Gegensatz zu anderen Multi- und Hyperspektralsystemen ist ENMAP mit mehr als 200 Messkanälen ausgestattet, die sich auf das zum Teil nicht sichtbare Lichtspektrum von 420 bis 2.450 Nanometern verteilen. Jeder dieser Kanäle erfasst ganz spezifische Informationen wie zum Beispiel den Stickstoffgehalt von Pflanzen oder die mineralogische Zusammensetzung der Gesteine.

Durch die Auswertung dieses feinen Datenrasters können die Wissenschaftler nicht nur die Schädigung der Vegetation durch Luftschadstoffe oder die Nährstoffversorgung landwirtschaftlicher Nutzflächen erkennen, sondern auch die Veränderungen in der Gewässergüte oder den Grad der Bodenverschmutzung. Sie erhalten genaue Angaben über die biophysikalische, biochemische und geochemische Zusammensetzung der Erdoberfläche und kommen so dem langfristigen Ziel ein Stück näher, das Ökosystem Erde im Rahmen eines Monitoring kontinuierlich zu überwachen.
(GFZ Potsdam; Kayser-Threde GmbH, 13.01.2006 - AHE)
 
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