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Enmap: Bereit für den Einsatz im All

Der deutsche Umweltsatellit Enmap (Environmental Mapping and Analysis Program) hat seine finalen Tests erfolgreich bestanden.

Die Reise von Enmap ins All kann beginnen: Der deutsche Umweltsatellit, der im Auftrag der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWi) in Deutschland entwickelt und gebaut und für seinen Einsatz im All getestet wurde, ist bereit für seinen Start.

Enmap habe als deutsche Umweltmission vor allem den Klimawandel und seine Auswirkungen auf alle Ökosysteme im Visier - zu Land wie zu Wasser, verdeutlicht Dr. Walther Pelzer, DLR-Vorstand und Leiter der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR.. Auch Deutschland bleibe von diesen Veränderungen nicht verschont. Gerade die Wälder seien hierzulande stark betroffen, denn durch negative Umwelteinflüsse habe der „Stress“ für den Wald zugenommen. Die Schäden würden bislang vor Ort durch die Forstbeamten größtenteils visuell erhoben - eine Mammutaufgabe, denn 90 Milliarden Bäume verteilten sich über eine Fläche von 11,4 Millionen Hektar.

Enmaps Blick aus dem All

Ein Drittel der Fläche Deutschlands sind mit Wald bedeckt: Hier kann Enmap helfen. Sein Hyperspektralinstrument wird mit 242 Kanälen auch die Waldgebiete „abtasten“ und so den Gesundheitszustand der Bäume und Pflanzen aus 640 Kilometern Höhe bestimmen. Mit der Enmap-Mission will Deutschland einen wichtigen Beitrag zur globalen Überwachung von Umweltveränderungen in der Land- und Forstwirtschaft, der Bodenkunde, Geologie oder auch in der Erforschung der Küstengebiete und Inlandsgewässer leisten. Der Satellit selbst wurde von der OHB System AG entwickelt und gebaut und von der IABG mbH für seinen Einsatz im All getestet. Die wissenschaftliche Leitung der Mission liegt beim Deutschen Geoforschungszentrum GFZ, ebenso wie das DLR ein Helmholtz-Zentrum. Das Bodensegment wird durch das DLR in Oberpfaffenhofen entwickelt. Enmap soll mit seinem präzisen Blick aus dem All helfen, Lösungen für die Herausforderungen des Klimawandels zu finden.

So ließe sich beispielsweise künftig großflächig der Pflanzenstoffwechsel untersuchen und erkennen, welchen Gebieten bestimmte Nährstoffe fehlen oder welche Luftschadstoffe den Pflanzen zusetzen. Durch die Informationen aus dem All können - trotz sich verändernder Klima- und Umweltbedingungen - Wälder und Felder künftig ökonomisch besser und ökologisch nachhaltiger bewirtschaftet werden. Deswegen werden nicht nur Forst- sondern auch Landwirte stark von den Enmap-Daten profitieren.

Vom Gelände der OHB System AG in Bremen soll der Satellit Ende Februar 2022 mit einem Iljuschin Il-76 Transportflugzeug zum Nasa-Raumflughafen Cape Canaveral in Florida gebracht werden. Von dort soll der Satellit dann im April 2022 an Bord einer Falcon-9-Rakete des US-Raumfahrtkonzerns Space X zu seinem Zielorbit aufbrechen. Enmap soll mindestens fünf Jahre lang Umweltdaten erheben.

Mit 242 Kanälen Umweltveränderungen auf der Spur

Doch was ist das Besondere an Enmap, wie funktioniert dieser Satellit? Alle Materialien auf der Erdoberfläche reflektieren das Sonnenlicht in einer charakteristischen Art und Weise, einer „Spektralsignatur“. Diese Signatur kann der Satallit mit Hilfe seines Messinstruments „lesen“. Um aber Verwechslungen mit anderen Elementen zu vermeiden, müssen diese Signaturen sehr genau erkannt werden. Dies geschieht mithilfe von vielkanaligen Bildern, „Hyperspektralbildern“. Dieses Verfahren erlaubt somit die direkte Identifikation der aufgezeichneten Materialien und deren Quantifizierung. Ein Beispiel: Man kann so nicht nur erkennen, welche Fruchtart auf einem Acker angebaut wird, sondern auch, wie gut diese mit Nährstoffen versorgt ist. Auch können Mineralien in Böden erkannt und quantifiziert werden.

Großflächig und hoch detailliert

Enmap hat nicht nur die Landfläche im Visier. Das Hyperspektralinstrument wird mit seinen zwei abbildenden Spektrometern einen Wellenlängenbereich von 420 bis 2.450 Nanometer auch die Küstengebiete und Binnengewässer genau unter die Lupe nehmen. Mit einer spektralen Auflösung von 6,5 Nanometern im sichtbaren und nahinfraroten Bereich und bei zehn Nanometern im kurzwelligen Infrarotbereich sieht Enmap Details, die dem menschlichen Auge verborgen bleiben. Sein Hyperspektralinstrument macht zum Beispiel Schadstoffe in Seen und Küstengewässern sichtbar und lässt sie quantitativ genau bestimmen.

Wo früher aufwendig Wasserproben entnommen wurden, reicht künftig also ein Blick aus dem All, um die Wasserqualität großflächig zu ermitteln. Gleiches gilt für mineralische Proben, um zum Beispiel den Grad der Bodenverschmutzung zu erheben. Das kann zum Beispiel nach Unglücken in Chemiefabriken nützlich sein. Da der Satellit um 30 Grad geschwenkt werden kann, kann er jeden beliebigen Punkt auf der Erdoberfläche alle vier Tage mit einer räumlichen Auflösung von 30 Metern unter die Lupe nehmen. So lassen sich vergleichsweise schnell ablaufende räumlich-zeitliche Veränderungen, wie etwa Erosionsvorgänge oder Pflanzenwachstum, sehr gut dokumentieren.

Weiter Informationen unter www.dlr.de

3825 - Enmap: Bereit für den Einsatz im All
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