Erdbeobachtung für Umwelt und zivile Sicherheit

Airbus ist weltweit führend in der Entwicklung und Bereitstellung von Radar-Erdbeobachtungssystemen. Die Synthetik-Apertur-Radar-(SAR)-Technologie ermöglicht es, hochauflösende Bilder der Erdoberfläche zu erfassen - unabhängig von Wetterbedingungen und Tageszeit. Die von Airbus entwickelten Satelliten, TerraSAR-X, TanDEM-X und PAZ sowie die Sentinel-1-Satelliten des EU Copernicus-Programms, liefern wertvolle Daten für eine Vielzahl von Anwendungen, darunter Katastrophenmanagement, Umweltschutz und zivile Sicherheit. Dank der Echtzeitinformationen, die die Radarsatelliten liefern, kann bei Naturkatastrophen (z.B. Überschwemmungen, Erdbeben oder Waldbränden) das Katastrophenmanagement entscheidend verbessert werden. Die SAR-Daten ermöglichen es den Behörden, betroffene Gebiete schnell zu identifizieren sowie Rettungs- und Hilfsmaßnahmen zu koordinieren, was Leben retten, und Schäden minimieren kann. Die Radardaten von Airbus-Satelliten sind auch unentbehrlich für die Überwachung und Bewertung von Umweltveränderungen und Klimawandel. Sie ermöglichen u.a. die Beobachtung von Veränderungen in Landnutzung, Waldbeständen und Küstenlinien sowie die Bewertung der Auswirkungen von Landwirtschaft und Industrie auf die Umwelt. Durch die kontinuierliche Überwachung können frühzeitig Probleme erkannt und Maßnahmen ergriffen werden, um den Umweltschutz zu verbessern.

Satellitenantriebe mit Wasser sind in der Regel mit chemischen Antrieben ausgestattet und nutzen Hydrazin, eine chemische Verbindung aus Stickstoff und Wasserstoff. Das Wasserantriebssystem, das von den ArianeGroup Teams in Lampoldshausen entwickelt wurde, setzt auf Hybridtechnik. Dies bietet Vorteile gegenüber elektrischen Antriebssystemen, die vor allem in Satellitenkonstellationen zum Einsatz kommen.
Das System beruht auf dem Prinzip der Elektrolyse. Ein großer, unter Druck gesetzter Tank liefert entmineralisiertes Wasser an einen Elektrolyseur, der mit Strom aus den Solarzellen des Satelliten versorgt wird. Der Elektrolyseur spaltet Wasser in Wasserstoff und gasförmigen Sauerstoff, die getrennt in Drucktanks gespeichert werden. Diese beiden Gase werden in der Brennkammer verbrannt und sorgen für den Schub des Satelliten.

Das Wasserantriebssystem von ArianeGroup ist flexibel einsetzbar und könnte beispielsweise für Erdbeobachtungs- und Telekommunikationssatelliten sowie Konstellationen genutzt werden. Es ist so konzipiert, dass die Anzahl der Elektrolysezellen, die Größe der Tanks und die Zahl der Triebwerke beliebig erhöht werden können, um den Bedarf unterschiedlicher Satelliten abzudecken. Ein derart standardisiertes System ist in der Größe anpassbar und ist bis zu dreimal kostengünstiger als die derzeitigen chemischen Lösungen. Entscheidend ist jedoch, dass das wasserbasierte Antriebssystem keinerlei Gefahren beim Einsatz birgt – weder im Vorfeld bei der Herstellung noch beim Start auf der Startrampe. 

Canopée ist ein Segelfrachter, der die Komponenten der Ariane 6 von Europa nach Französisch-Guayana transportiert. Das Schiff wurde speziell für die Bedürfnisse von ArianeGroup gebaut, um alle Elemente der Ariane 6 auf einmal über den Atlantik  zu transportieren. Dank der vier ausklappbaren Segel verbraucht das Schiff etwa 30 Prozent weniger Treibstoff. Gesteuert wird Canopée mit Hilfe eines Echtzeit- Routing-Systems, das in der Lage ist, je nach Wind und Liefertermin die beste Route zu wählen.

Reaktionsräder (engl. reaction wheels) sind ein zentrales Element der Satellitensteuerung. Sie ermöglichen die präzise, stabile und treibstoffsparende Ausrichtung von Beobachtungssatelliten. Damit diese verwertbaren Bilder für die Erdbeobachtung und zivile Sicherheit (z. B. Katastrophenmanagement, Grenzüberwachung, Umweltmonitoring) liefern, müssen hochauflösende Kameras oder Sensoren exakt auf bestimmte Gebiete der Erde ausgerichtet sein. Ohne eine millimetergenaue Ausrichtung und Stabilisierung wären scharfe und zielgerichtete Aufnahmen nicht möglich. Reaktionsräder der Astro- und Feinwerktechnik Adlershof GmbH liefern damit die Grundlage für eine verlässliche, hochqualitative und kontinuierliche Datenerfassung, die in Krisensituationen lebensrettend sein kann.

Europa hat mit dem Bau und Betrieb von Erdbeobachtungs- und Wettersatelliten eine Führungsrolle im Klima- und Land-Monitoring übernommen. Eine starke deutsche Unterstützung des ESA-Copernicus-Programms bleibt daher unerlässlich. Der Wert der täglich gewonnenen Daten entfaltet sich nur, wenn sie schnell und sicher an Nutzer und Entscheidungsträger übermittelt werden – besonders in Krisensituationen. Dafür sind verlässliche Konnektivität und eine bedarfsgerechte, digitale Datenanforderung essenziell. Deutschland sollte dem ESA-Programm „Civil Security from Space (CSS)“ beitreten und eigene Beiträge zum Aufbau des Serenity Hub Netzwerks leisten. Dabei ist Daten-Souveränität zentral: Nur wer Zugriff auf die Quellen hat, kann den Informationen vertrauen. CGI Deutschland hat hierfür in ESA-Projekten wichtige digitale Basiskomponenten entwickelt, die als Kern für universelle Konnektivitätsplattformen dienen können.

"Weltraumlageerfassung" Die Lösungen von HENSOLDT zur Weltraumlageerfassung ermöglichen die präzise Identifizierung, Verfolgung und Charakterisierung von Objekten in der Erdumlaufbahn. Sie leisten damit einen wichtigen Beitrag zur Vermeidung von Kollisionen, zur Reduktion von Gefahren durch Weltraumschrott sowie zur Aufklärung potenzieller Bedrohungen durch feindliche Objekte. Mit innovativer Radar- und elektro-optischer Sensorik gewährleistet HENSOLDT eine zuverlässige Überwachung des Weltraums für maximale Missionssicherheit unter anspruchsvollsten Bedingungen. Durch die Integration künstlicher Intelligenz und datengestützter Analysen ermöglichen wir ein Echtzeit-Lagebild zum Schutz kritischer Infrastrukturen und lebenswichtiger Ressourcen.

In Zeiten des Klimawandels, in denen Extremwetterereignisse und Umweltkatastrophen gehäufter und verstärkter auftreten, nimmt die Überwachung unserer Klimas einen immer größeren Stellenwert ein.

Wir, das #teamspace der Jena-Optronik, möchten mit unseren Produkten aktiv dabei helfen, die Klimabelastungen, welchen unser Planet und somit wir Menschen ausgesetzt sind, besser zu verstehen und unsere Umweltverantwortung als Raumfahrtunternehmen damit übernehmen.

Wir sind stolz darauf, dass im Rahmen des Copernicus Erdbeobachtungsprogramms - der weltweit größten, raumfahrtbasierten Umweltmission - unsere Produkte „Made in Jena“ auf den sogenannten „Sentinel“-Satelliten (eng. Wächter) des Programmes zum Einsatz kommen. Satelliten liefern neben Informationen über unsere Umwelt auch wichtige Daten für unser Leben auf der Erde: Sie helfen beim Umweltmanagement, erstellen Geländemodelle, kartieren die Landnutzung oder warnen vor schlechter Luft.  Erdbeobachtungssatelliten ermöglichen genaue Wettervorhersagen für die Luftfahrt, die Seefahrt, die Landwirtschaft, die Fischerei, das Bauwesen und Infrastrukturplanung.

Der neue Europäische Wettersatellit namens MTG-Sounder wird Meteorologen helfen, Starkregen, Stürme und Gewitter früher als je zuvor zu erkennen. Als Teil der dritten Generation von Wettersatelliten (MTG = Meteosat Third Generation) wird er in einer Höhe von 36.000 Kilometern im geostationären Orbit positioniert. Das Herzstück der MTG-Sounder-Mission ist ein Infrarot-Instrument, das am OHB-Standort in Oberpfaffenhofen entwickelt wurde. Es scannt die Atmosphäre über Europa und ermittelt die Verteilung von Temperaturen und Wasserdampf sowie die Bewegung der Luftschichten zueinander.

Das ermöglicht die Identifizierung von lokalen Turbulenzen, die auf die Entstehung von Sturmsystemen hinweisen können. Dank dieser präzisen Daten können Wetterdienste genauere Vorhersagen treffen und frühzeitig vor extremen Wetterereignissen warnen. Das MTG-Programm ist eines der komplexesten Satellitensysteme, das je entwickelt wurde, und spiegelt die technologische Exzellenz Europas wider. Es basiert auf der langjährigen Partnerschaft zwischen der Europäischen Raumfahrtorganisation ESA und der Europäischen Organisation für die Nutzung meteorologischer Satelliten EUMETSAT.

Der erste MTG-Satellit, ein Imager-Satellit, startete im Dezember 2022 und liefert bereits Bilder in bisher unerreichter Detailgenauigkeit. Der zweite MTG-Satellit, ein Sounder-Satellit, soll im Sommer 2025 starten und führt zusätzlich die Sentinel-4-Mission des Copernicus-Programms mit. Sie wird mit einem UVN-Spektrometer die Luftqualität und -verschmutzung in Europa überwachen.