Erdfernerkundung - Numerische Physik: Modellierung

92 KAPITEL 3. SATELLITENINSTRUMENTE
Abbildung 3.9: Beziehung zwischen
verschiedenen Klassen
von Sensoren
Instrumente benötigen daher neben dem Sensor auch einen Signalgeber – und natürlich für
beide die notwendige Elektronik. Aktive Satelliteninstrumente stellen höhere Anforderungen
an die Stromversorgung – militärische Radarsatelliten haben früher kleine Kernreaktoren an
Bord gehabt, was im Falle eines Startunfalls oder Absturz 9 zu beträchtlichen ökologischen
Folgen führen kann.
§ 293 Die wichtigsten Kenngrößen von Satelliteninstrumenten sind die Auflösungsvermögen,
mit denen die verschiedenen physikalische Parameter bestimmt werden können. Man unterscheidet
die folgenden Auflösungsvermögen: Bodenauflösungsvermögen, radiometrisches
Auflösungsvermögen, thermisches Auflösungsvermögen und zeitliches Auflösungsvermögen.
§ 294 Schon alleine in Anbetracht der großen Datenfülle und der begrenzten zur Aufnahme
zur Verfügung stehenden Zeit kann kein Instrument in allen Auflösungsvermögen optimiert
sein: je mehr Pixel und Kanäle zur Verfügung stehen, um so weniger Photonen können
während der Belichtungszeit in einen Kanal einfallen, so dass dieser dann durch ein hohes
Rauschen und geringes radiometrisches Auflösungsvermögen wenig Informationen liefert.
Außerdem ist das Verfahren Kontraproduktiv: kleine Pixel führen zwar zu einem guten Bodenauflösungsvermögen
– lange Integrationszeiten zerstören dies aufgrund der Bewegung des
Satelliten jedoch wieder.
§ 295 Abbildung 3.9 gibt einen Überblick über die Beziehung zwischen den verschiedenen
Klassen von Instrumenten und ihren jeweiligen Auflösungsvermögen: im Zentrum das Spectroradiometer
als Universalinstrument, zu den Eckpunkten jeweils an spezielle Fragestellungen
angepasste und im entsprechenden Auflösungsvermögen optimierte Instrumente. Wir
werden vom Film ausgehend zuerst universelle Instrumente (Spectroradiometer) betrachten,
wie MSS und TM auf LandSat oder das AVHRR auf POES. Dann werden wir uns Beispielen
für speziellere Instrumente zuwenden.
3.2 Passive Instrumente im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen
Spektrums
§ 296 Das klassische Instrument der Erdfernerkundung ist die (Mittelformat)Kamera mit ei-
9 Nur zwei Beispiele für eine geglückte Entsorgung eines alten Radarsatelliten: Kosmos 954 stürzte 1978
über Kanada ab, Kosmos 1042 stürzte 1983 in den Indischen Ozean – in beiden Fällen führte die günstige Absturzposition
dazu, dass keine Beeinträchtigungen der Anthroposphäre auftraten. In der Regel ist der Absturz
ein kleineres Problem als der Startunfall: auch wenn der Satellit beim Widereintritt teilweise verglüht und
daher mechanisch desintegriert, wird der sehr kompakte thermonukleare Reaktor in der Regel zwar erwärmt
aber nicht mechanisch zerstört. Bei einem Startunfall dagegen handelt es sich meist um eine Explosion –
mit der Folge, dass das im thermonuklearen Reaktor enthaltene Material sehr großflächig verteilt wird. Und
handelt es sich dabei um das zwar gerne verwendete aber dennoch hochgiftige Plutonium, beginnen Bewohner
Floridas selbst bei einer kleinen thermonuklearen Batterie der interplanetaren Raumsonde Cassini
[455, 688, 635] die Frage nach Alternativen zu stellen.
2. Juli 2008 c○ M.-B. Kallenrode