incento_koeln

wirtschaft, die Forstwirtschaft, den Gewässerschutz, die Raum- und
Stadtplanung und das Katastrophenmanagement auf der Erde.
Zentrales Element dieser Satelliten ist ein Multispectral-Imager, der
hochauflösende Bilder liefert. Dabei können drei Bänder im roten
Spektralbereich zum Beispiel die verschiedenen Pflanzenarten und
sogar die jeweilige Wachstumsphase der Pflanzen abbilden. Der
Gesundheitszustand der Pflanzen lässt sich auf diese Weise ermitteln
– für Landwirte eine ganz wichtige Information zur punktgenauen
Wässerung, Düngung und gegebenenfalls zum gezielten
Einsatz von Schädlingsbekämpfungsmitteln. Ähnliches gilt für die
Forstwirtschaft. Art, Beschaffenheit und Gesundheitszustand der
STARLINK:
Das Internet aus dem Orbit
Am Anfang der Geschichte steht der Mars. Schon seit vielen Jahren ist es das erklärte
Ziel von Elon Musk, Gründer des Unternehmens SpaceX und Mitinhaber der Automobilmarke
Tesla, dazu beizutragen, dass sich die Menschheit einer möglichen Besiedlung
des Planeten Mars widmet. Er hat dieses Ziel in vielen Interviews immer wieder unterstrichen
und sieht darin die wesentliche Aufgabe seines Raumfahrtunternehmens SpaceX.
tallisiert. Durch die Exaktheit der radargestützten Messdaten kann
die Erdoberfläche sehr viel genauer erfasst, bewertet und kartiert
werden, als dies vor dem Einsatz der Beobachter aus dem All möglich
war. Für den Bergbau bedeutet dies zum Beispiel, dass neue
Erschließungen von Lagerstätten heute nur noch dort in Angriff
genommen werden, wo die Bilder der eingesetzten Satelliten eindeutige
Hinweise auf gewinnbringende Mengen der gesuchten Mineralien
versprechen. Auch die Archäologie greift auf die zur Verfügung
gestellten Bildmaterialien der Satelliten zurück und analysiert
Bodenauffälligkeiten sehr genau, um mögliche Siedlungen aus antiker
Vorzeit zu entdecken.
DAS COPERNICUS-PROGRAMM
Beispielhaft für die Vielzahl der Funktionen und die Vernetzung der
eingehenden Daten ist das Copernicus-Programm der europäischen
Union. Gestartet wurde das Programm 2014 mit der Entsendung
der beiden Zwillings-Satelliten Sentinel 1 und Sentinel 1b. Sentinel
bedeutet übersetzt soviel wie „Beobachter“ und ist ein treffender
Ausdruck für die Funktionen der insgesamt 6 Sentinel-Missionen,
die unter dem Namen Copernicus-Programm bei der europäischen
Raumfahrtagentur ESA zusammenlaufen. Die Radarsatelliten
Sentinel 1 und 1b sind darauf ausgelegt auch bei Nacht und
bei bedecktem Himmel die Land- und Meeresoberflächen unseres
Planeten rund um die Uhr zu überwachen. Die beiden 2,3 Tonnen
schweren Satelliten umkreisen die Erde in einer Höhe von 700 Kilometern
und das Radarauge erfasst dabei ein Gebiet von bis zu
400 Kilometern Breite. Im Fokus dieser Beobachtungen stehen die
Eisregionen an den beiden Polen, vulkanische Aktivitäten, Erbeben,
Erdrutsche, Überschwemmungen, das Aufspüren von Bodensenkungen
und -hebungen sowie das Beobachten von Meeresoberflächen,
um Behinderungen durch Meereis und Ölverschmutzungen frühzeitig
zu erkennen. So mancher Kapitän wurde aufgrund der hohen
Auflösung des Radars schon des unzulässigen Ablassens von Altöl
auf hoher See überführt. Die beiden Sentinel-Satelliten 2a und
2b, die ähnlich wie Sentinel 1 und 1b als ein Zwillingspaar jeweils
zeitversetzt um die Erde kreisen, bieten als Fernerkundungssatelliten
mit Bildern in hoher Auflösung wichtige Dienste für die Land-
Der europäische Satellit Sentinel-2
versorgt unter anderem die Landwirte
mit wichtigen Informationen.
Bäume kann überprüft werden, mit wichtigen Hinweisen für jeden
Förster. Alle Bilddaten werden von der ESA kostenlos zur Verfügung
gestellt, so dass spezialisierte Unternehmen darauf zugreifen und
die riesigen Datenmengen so bearbeiten können, dass sie dem einzelnen
Landwirt oder Förster an seinem individuellen Standort zur
Verfügung stehen. Moderne Traktoren, ausgestattet mit großem
Smart-Tablet, über das sich direkte Informationen zur benötigten
Menge an Düngemittel oder dem Wasserbedarf auf einem einzelnen
Feldabschnitt entnehmen lassen, gehören heute in vielen Höfen bereits
zum Fuhrpark. So entwickelt sich eine smarte Landwirtschaft
auf der Basis eines unablässigen Datenstroms aus dem Weltall. Und
auch die Fähigkeit unseres Planeten zur Absorption des Klimagiftes
Kohlendioxid lässt sich aus dem All genau beziffern: Sentinel 2
liefert Informationen über den Blattflächenindex – eine Schlüsselgröße
für die Abschätzung der Biomasse und deren Fähigkeit zur
Absorption von CO 2
. Mit hochempfindlichen Temperatursensoren
ist die Mission Sentinel 3 ausgestattet, die seit 2016 vor allem die
Ozeane in den Blick nimmt. Der Satellit ist mit seinen Datenreihen
seines Radarhöhenmessers auch in der Lage, die Meeresspiegelhöhe
und -topographie abzuleiten. Angeschlossene Wissenschaftszentren
können die Struktur und Variabilität der Ozeanzirkulation erkennen
und so immer weiter verbesserte Klimamodelle entwickeln.
Die Beobachtungs-Instrumente der Missionen Sentinel 4 und 5 sind
auf andere Satelliten aufgesetzt und können zum Beispiel die Beobachtung
vulkanischer Aschewolken verbessern. So lassen sich durch
das europäische Copernicus-Programm eine Vielzahl ganz alltäglicher
Fragen auf der Basis exakter Daten diskutieren: Die Auswirkungen
von städtebaulichen Projekten auf das Mikroklima lassen sich
genauso ermitteln, wie eine eisfreie Schiffspassage durch die Polarmeere.
Die Verhandlungen über Fangquoten von Fischflotten sind
nicht mehr auf strittige Schätzungen der Fischschwärme angewiesen
und die Erntekontingente von Weizen oder Reis zur Ernährung
der Weltbevölkerung lassen sich ziemlich genau vorhersagen. Mit
dieser Beobachtung unseres Planeten durch die „Begleiter“ – so die
genaue Übersetzung des Begriffs Satellit – lässt sich ein so genaues
Bild unserer Welt erstellen, dass politische Ausreden für ausbleibendes
Handeln immer schwerer fällt.
Elon Musk gründete die Firma SpaceX. Seit 2020 ist
auch sein Internet-Projekt Starlink mit tausenden von
Satelliten am Start. Damit können auch Weltregionen,
in denen bisher kaum Internet-Empfang möglich war,
versorgt werden.
DER BLICK IN DIE TIEFEN
DES WELTRAUMS
Den Satelliten bleibt aber nicht nur der beobachtende
Blick auf unseren Planeten – unter
Einsatz modernster Bildgebung und Messtechnik
– vorbehalten, sondern sie spielen
auch beim Blick in die Tiefen des Weltalls
eine wichtige Rolle. Ein sehr populäres Beispiel
für diese wissenschaftliche Arbeit von
Satelliten ist das Weltraumteleskop Hubble.
Der Satellit wurde bereits 1990 ins All geschossen
und entfaltete dann seine großen
Teleskopspiegel. Es war das erste von vier
Weltraum-Teleskopen, die die NASA in dieser
Zeit in Betrieb nahm. Man wollte so den
Beschränkungen der Leistung von Teleskopen
auf der Erde – bedingt durch die Moleküle
der Atmosphäre – entgehen und noch
tiefer in die Urgeschichte des Weltalls vordringen.
Nach anfänglichen Schwierigkeiten
wird heute dieses Ziel erreicht und die Forscher
erhalten Bilder aus einer Zeit, die vermutlich
ziemlich nah am Urknall und damit
an der Entstehung des Weltalls liegen.
Das Weltraum-Teleskop Hubble wird vom Raumschiff
Discovery in den Wetraum ausgesetzt. Bildquelle: NASA.
Um seiner Zielsetzung näher zu kommen, musste er zunächst ein wesentliches Problem
lösen: Um zum Mars gelangen zu können, wird in jedem Fall eine Außenstation – also
eine Raumstation von mindestens den Ausmaßen der ISS-Station – erforderlich sein.
Da aber in den letzten Jahrzehnten die Kosten für den Transport in das All erheblich
angestiegen waren, setzten die Techniker von SpaceX alle Anstrengungen daran, eine
eigene Trägerrakete zu entwickeln. Das Ziel: Die Kosten für einen Transport sollten auf
etwa zehn Prozent der bis dahin üblichen Marktpreise gesenkt werden.
Drei Anläufe zum Start der dafür eigens konstruierten Falcon-Rakete verliefen desaströs,
das Unternehmen stand kurz vor dem Bankrott. Mit dem vierten Anlauf war das
Team um Elon Musk dann aber erfolgreich und heute zählt das Unternehmen SpaceX
zu den wichtigsten Partnern der NASA und hat unter anderem das europäische Ariane-
Raketenprogramm von seiner Spitzenposition verdrängt.
Die erfolgreiche Entwicklung der Falcon-Trägerraketen stellte auch die Basis für die Entwicklung
des Internet-Programms Starlink dar. Die Idee von Elon Musk: Im Gegensatz
zu den bereits bestehenden Internet-Services über Satelliten auf geostationären Umlaufbahnen
soll Starlink über Satelliten in sehr viel erdnäheren Umlaufbahnen positioniert
werden. Der Vorteil dieser erdnäheren Umlaufbahn liegt vor allem in den kürzeren
Reaktionszeiten der Internet-Signale. Durch die lange Strecke von 35.000 Kilometern
zu geostationären Satelliten konnte hier nie eine Verbindung in Echtzeit realisiert werden.
Mit den Starlink-Satelliten in einem Orbit von rund 500 Kilometern Entfernung
zur Erde gelingt dies. Damit ist das satellitengestützte Starlink-System hoch attraktiv.
Allerdings ist mit dieser Positionierung der Starlink-Satelliten auch ein Problem verbunden:
Es wird von jedem Satelliten nur ein kleines räumliches Band auf der Erde erreicht
und die Verbindung reißt – wie damals bei den ersten Fernsehübertragungen – bereits
nach kurzer Zeit ab. Diese Problematik lässt sich nur durch ein groß angelegtes Netz
von Satelliten überwinden. So ist zu erklären, dass mit Stand Ende 2022 bereits 3.376
Starlink-Satelliten in den Orbit gebracht wurden. Das Unternehmen SpaceX verfügt darüber
hinaus über Genehmigungen für den Start von weiteren 19.427 Satelliten und
es liegen weitere Anträge über 22.488 Satelliten vor. Addiert man diese Zahlen, würde
SpaceX etwa fünf Mal so viele Satelliten für das Starlink-Netzwerk ins All transportieren,
wie seit dem Start des ersten Sputnik-Satelliten insgesamt von der gesamten
Weltgemeinschaft an Satelliten ins All gebracht wurden.
Mit diesem dichten Netz an Satelliten wäre dann allerdings eine weltweite Abdeckung
mit schnellem Internet aus dem All gewährleistet. Ein Vorteil, den aktuell unter anderem
die Ukraine zu nutzen weiß. Auf eine Twitter-Botschaft eines hochrangigen Regierungsmitglieds
der Ukraine zu Beginn des Krieges mit Russland folgte eine schnelle
Antwort von Elon Musk: Er stellte tausende von Starlink-Empfangsgeräten zur Verfügung
und sorgt damit für eine autarke Kommunikationsstruktur der Ukraine, die alleine
aufgrund der hohen Zahl an Empfangsgeräten von Russland kaum auszuschalten ist.
Experten erwarten allerdings, dass die hohe Dichte von Starlink-Satelliten zu einer
spürbaren Häufung von Beinahe-Unfällen und Ausweichmanövern im All führen wird.
Auch wenn die Satelliten von Elon Musk so konzipiert sind, dass die nach fünf Jahren
Nutzungsdauer in der Erdatmosphäre vollständig verglühen, ist die reine Anzahl von
Satelliten für die Zukunft der Raumfahrt problematisch. Ganz abgesehen von der Frage,
ob es richtig sein kann, dass ein Mann alleine für diese umfassende Infrastruktur im
Weltall verantwortlich sein sollte.
Seite 14 Seite 15