Raumfahrt - Fünfter europäischer Erdbeobachtungssatellit gestartet Der Satellit sei am Dienstag mit einer Trägerrakete vom Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana aus gestartet, teilte die Weltraumbehörde ESA mit. © Foto: Reuters TV

Update: Um 2.49 hieß es auf dem Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana "Sentinel-2B is on its way". Der Start ist gelungen und der Satellit hat ein erstes Signal aus dem Weltraum gesendet.

Mehr als 1.000 aktive Satelliten umkreisen die Erde. Ihnen entgeht kaum ein Waldbrand, kaum eine Dürre, sie erfassen, welches Land die Luft am stärksten verschmutzt und wie es um das Eis an den Polen bestellt ist. Ihre Daten ermöglichen Vorhersagen über die Zukunft des Planeten – je mehr es gibt, desto genauer die Prognosen.

Deshalb ist nun ein weiterer Satellit abgehoben: Um 2.49 Uhr deutscher Zeit in der Nacht zu Dienstag wurde Sentinel-2B an Bord einer Vega-Rakete vom europäischen Weltraumbahnhof in Kourou aus ins All geschickt. Sein Ziel: eine Umlaufbahn in rund 800 Kilometern Höhe, auf der sein Zwilling Sentinel-2A bereits seit 2015 kreist.

Die zwei Satelliten sind Teil von etwas Großem. Mit dem Copernicus-Projekt stellt die Europäische Raumfahrtagentur Esa das beste Erdbeobachtungssystem der kommenden Jahrzehnte. Insgesamt sechs Satellitenfamilien sollen ab 2021 den Planeten umkreisen und jahrelang säuberlich kartieren.

Erst im Tandem funktionieren die Wachposten im All perfekt. "Vor zehn Jahren haben wir unsere Nutzer gefragt, welche Informationen sie brauchen, wie oft und in welcher Auflösung", sagt Josef Aschbacher, Chefweltvermesser von der Esa. Dazu zählen Wissenschaftler, Forschungsorganisationen und Universitäten, aber auch private Unternehmen und Behörden. Hauptwünsche: Die Aufnahmen sollen regelmäßig sein, mindestens einmal die Woche wolle man die ganze Erde kartiert sehen. "Damit innerhalb von fünf Tagen ein flächendeckendes Bild entsteht, brauchen wir zwei Satelliten", sagt Aschbacher, der das Copernicus-Büro leitet.

Grund dafür ist das Blickfeld von Sentinel-2. Bei jeder Erdumrundung überblicken sie einen Landstreifen von 290 Kilometern Breite – vieles bleibt ungesehen. Erst durch die wiederholte Umrundung fügen sich die einzelnen Bahnen zu einem umfassenden, nahezu lückenlosen Bild zusammen:


Ein Sentinel-2-Satellit auf seinem Weg um die Erde

Künftig vermessen Sentinel-2A und -2B alle europäischen Landflächen, größeren Inseln, Binnen- und Küstengewässer zwischen 84 Grad nördlicher und 56 Grad südlicher Breite.

Ins All geht nur, was in der Vakuumkammer standhält

Ob der neueste Satellit weltalltauglich ist, hat das Copernicus-Team 2016 zuerst in Deutschland und dann genauer in den Niederlanden getestet. Schließlich müssen die feinfühligen Geräte – jetzt, da Sentinel-2B in seiner Umlaufbahn ist – funktionieren, trotz widriger Bedingungen.

"Die Erschütterungen während so eines Starts sind enorm, im All wiederum ist es unfassbar ruhig", sagt Projektmanager Francois Spoto, der den Satelliten gewissermaßen von den ersten Skizzen am Reißbrett bis in den Weltraum begleitet. Also ist der Satellit ordentlich geschüttelt worden und seine Geräte wurden in einer Vakuumkammer sowie in einem schallisolierten Raum geprüft. "Außerdem nutzten wir eine Kombination verschiedener Geräte, um das Equipment unter verschiedenen Temperaturen zu testen", erklärt Spoto. Auf seinem Weg um die Erde sind die Sentinels mal Temperaturen von minus 120 Grad Celsius, mal von 60 Grad Celsius ausgesetzt.

Per Luftfracht transportierten die Forscher ihr wertvolles Gut zuletzt zum europäischen Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana – um es dort erneut tagelangen Tests zu unterziehen. "Nach 30 Tagen Feinarbeit bereiten wir Raumschiff und Rakete nun auf dem Launchpad zum Start vor", sagt Spoto.

Kein anderes Erdbeobachtungssystem wird so viel sehen wie alle Sentinel-Familien zusammen. Größte Aufmerksamkeit schenkten die Ingenieure daher der Kamera von Sentinel-2B. Das eigens für Sentinel-2 entwickelte, hochauflösende MultiSpectral Instrument (MSI) erlaubt einen außergewöhnlichen Blick.

Mit ihr überwachen die Satelliten die Welt künftig in 13 Spektren des Lichts von 440 bis 2.190 Nanometern: "Sie blicken herab im sichtbaren Bereich, sehen die Erde also wie der Mensch, aber nehmen sie auch in nahen und kurzwelligen Infrarotbereichen auf, die unser Auge nicht sehen kann", erklärt Aschbacher. Jedes Farbspektrum erzählt dabei eine eigene Geschichte – über Gefahren für Land- und Forstwirtschaft beispielsweise oder die Lage in Katastrophengebieten nach Erdbeben oder Überschwemmungen. Sie zu beobachten, ist gewissermaßen die Spezialität des Sentinel-2-Paars.

Sentinel-2 dient Landwirten und dem Katastrophenschutz

Sieben Milliarden Menschen leben auf der Erde und es werden täglich mehr. Sie bauen Straßen, Häuser, fällen Bäume und begradigen Flüsse. Sie legen Felder für Reis, Weizen oder Obst an und Wiesen für Rinder, Schafe, Ziegen, um sich mit Nahrung zu versorgen. Somit breiten sich Städte ebenso aus wie Farmland – sie konkurrieren um den begrenzten Platz. Es gilt also, ihn bestmöglich zu nutzen. Sentinel-2 kann dabei helfen. 

Ihre Kameras fangen auf zehn mal zehn Metern nicht nur Wälder ein, sondern sollen es ermöglichen, einzelne Baumarten zu identifizieren. Sie registrieren nicht nur Felder, sondern was darauf wächst*. Und nicht nur das: Anhand infraroter Bilder lässt sich ablesen, ob die Bäume in einem bestimmten Gebiet gesund oder tot sind, ob eine Wiese frisch oder trocken ist und wie es um Wasser- und Düngerbedarf steht. 

Eine Hauptanwendung der Daten ist daher die präzise Landwirtschaft – die punktgenaue Kontrolle des Pflanzenwachstums sozusagen. Wie viel Nährstoffe müssen auf welchen Acker gebracht werden? Wie nehmen die Pflanzen den Dünger an? Sind die Böden mancherorts trockener als zuletzt und könnte dies die Ernte beeinflussen? Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie beispielsweise hat zuletzt mehrere Projekte deutscher Universitäten gefördert, die eben jene Fragen mit Sentinel-2-Daten beantworten wollen. Auch in anderen europäischen Ländern testen Forscher, was sich aus den Daten alles lesen lässt. Laut österreichischen Forschern lieferten erste Auswertungen allerdings nur "befriedigende" Ergebnisse. Sie erhoffen sich mit der Zeit eine größere Genauigkeit (Remote Sensing: Immitzer, Vuolo et al., 2015).

Ein entscheidender Punkt: "Satellitendaten allein genügen nicht, sondern wir müssen sie mit anderen Daten kombinieren", sagt Aschbacher. Mit Informationen über das Wetter beispielsweise oder Wachstumsraten von Weizen lassen sich dann nicht nur Karten erstellen, die den gegenwärtigen Zustand von Europas Wäldern und Feldern abbilden, sondern auch ihre künftige Entwicklung – bestenfalls lässt sich so frühzeitig eine schlechte Ernte verhindern oder ein Waldgebiet schützen.

Im Notfall lassen sich alle drei Stunden aktuelle Karten erstellen

Schutz und Sicherheit für die Menschen in Europa – das ist es, womit Copernicus' Betreiber maßgeblich werben. Genügend Lebensmittel für alle ist ein Teil davon, die Europäer vor Folgen von Katastrophen wie Waldbränden, Vulkanausbrüchen oder Überschwemmungen zu bewahren, ein weiterer.

Im Mai 2014 fiel in der Balkanregion innerhalb von drei Tagen so viel Regen wie sonst in drei Monaten. Flüsse und Seen traten über die Ufer, es gab mehr als 2.000 Erdrutsche in der Region. Welche Stadt wird das Wasser wann als Nächstes überspülen? Welche Straßen sollten Bewohner meiden? Und wie können Hilfskräfte schnellstmöglich zum Einsatzort?

Wer Antworten auf diese Fragen hat, kann Besitz und Leben retten. Der Copernicus Emergency Management Service liefert die nötigen Infos. Er bestand schon vor dem Start von Sentinel-2A, doch erst mit ihm und Sentinel-2B ist es möglich, aus dem All alle drei Stunden aktuelle Karten zu liefern, die es ermöglichen, auf der Erde Menschen in Sicherheit zu bringen.

Umfassend überwacht wird die Erde schon seit Jahrzehnten. Indem Copernicus bestehende Projekte wie das französische Spot-System, die Landsat-Satelliten der amerikanischen Raumfahrtagentur Nasa sowie die Satelliten privater Unternehmen ergänzt – deren Bilder sind um Teil sogar genauer –, wird der Blick auf den Planeten nun um ein Vielfaches umfassender.  Drei Milliarden Euro kostet das Projekt, das Politiker beim EU-Gipfel 2001 beschlossen hatten und das 2012 angelaufen ist.

Bislang nutzen 67.000 Menschen die größtenteils freien, kostenlosen Daten. Jeder kann sich über die Projektseite in die jeweilige Datenbank einloggen und Hunderte von Terabyte herunterladen. Sie birgt Jpeg-Bilder, Metadaten und zusätzliche Informationen wie Audiosignale, Timecodes oder Bildkennungen, alles Parameter, die sich auswerten lassen. Wie erste Nutzer berichtetet hatten, erfordert es allerdings einiges an Geduld und Fachkenntnis um die Daten herunterzuladen und verwerten zu können.

Vor allem Forscher brauchen die Daten, 90 Prozent der Informationen dienen der Umweltforschung. Aber auch Regierungen, Sicherheitsbehörden, Polizei und Militärs nutzen Copernicus-Informationen. Sie fließen in das Europäische Grenzüberwachungssystem Eurosur und an die Grenzschutzgruppe Frontex. Die Gruppe kann dank der Satelliten beispielsweise beobachten, wie sich Menschen an Küsten sammeln oder wie Flüchtlingsboote vorbereitet werden und diese entsprechend abfangen. Wer alles sieht, ist mächtig. 

Die ersten zehn Sentinels blicken bereits auf die Erde hinab. Zwei Jahre vor dem Start von Sentinel-2B hat die Esa bereits den Vertrag mit der Raketenfirma geschlossen. Vor drei Monaten wurde beschlossen, am Abend des 6. März zu starten. Der Satellit war fertig, die Rakete stand bereit. "Die Uhrzeit ist auf die Sekunde genau festgelegt, basierend auf der Umlaufbahn, in die der Satellit geschossen wird", sagte der Esa-Chef vor dem Start. "Verrechnet haben wir uns noch nie."

*Anm. d. Red.: Hier war zuvor von einzelnen Bäumen und Pflanzen die Rede, es geht aber darum, einzelne Arten voneinander zu unterscheiden. Diese Ungenauigkeit ist korrigiert.