Welt der Wunder

Die Wächter der Erde

Ihren Augen entgeht nichts: Die neuen Sentinel-Satelliten sollen unseren Heimatplaneten umfassender als je zuvor erforschen und Tausende Menschenleben retten. Der große Unterschied zu ihren Vorgängern: Erstmals sind ihre Daten für jeden frei abrufbar. Experten zufolge werden die Wächter im Orbit damit ein neues Zeitalter der Erdbeobachtung einläuten.

Ein Satellit über der Erde
Ein Satellit über der Erde. Foto: iStock / enot-poloskun

Am 23. Juni 2015, um exakt 22.51 Uhr Ortszeit, ist der Countdown abgelaufen. Gebannt verfolgen die Forscher der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) an den Bildschirmen des Kontrollzentrums, wie sich der grelle Lichtpfeil in den wolkigen Nachthimmel erhebt. Nach sieben Jahren Vorbereitung sind sie endlich am Ziel: Vom Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana aus nimmt die Vega-Rakete Kurs Richtung Weltraum.

Mit ihrem Start beginnt Phase II des größten Erderkundungsprojekts der Menschheitsgeschichte. Denn die Rakete hat einen Satelliten an Bord, der unseren Blick auf unseren Planeten für immer verändern wird. Sein Name: Sentinel-2A (englisch für "Wächter"). Die bahnbrechende Neuerung im Vergleich zu früheren Satellitenmissionen: Erstmals kann jeder die Daten aus dem Internet herunterladen und somit selbst zum WächterderErde werden ...

Wie sieht man das Unsichtbare?

"Wir stehen vor einer neuen Ära der Erdbeobachtung", sagt Helmut Staudenrausch vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Bereits 2014 wurde mit Sentinel- 1A der erste Vertreter dieser neuen Satellitengeneration ins All geschossen, am 31. Oktober soll Sentinel-3A starten - und weitere werden folgen. Im Jahr 2021 sollen insgesamt zehn dieser "Wächter" um die Erde kreisen und wie Zahnräder ineinandergreifen, um Atmosphäre, Landoberfläche und Ozeane sowie deren Wechselwirkung genau zu untersuchen. Sie alle sind Teil des neuen, rund sechs Milliarden Euro teuren ESA-Erdbeobachtungsprogramms Copernicus.

Mithilfe eines Hightech-Radars ist der 2,3-Tonnen-Satellit Sentinel-1A in der Lage, die Erdoberfläche bei jeder Wetterlage abzutasten - und das rund um die Uhr. Der Hauptaufgabenbereich des Wächters: Aus 693 Kilometern Höhe soll er sieben Jahre lang die Eismassen an den Polen kartieren. Forscher erhoffen sich, so präzise Prognosen zum Anstieg des Meeresspiegels abgeben zu können. Zudem können Karten zur Meereisdicke Schiffen die Navigation erleichtern und damit Unfälle verhindern. 2016 wird ein baugleicher Satelliten-Zwilling die Erde auf einer um 180 Grad versetzten Umlaufbahn umrunden, sodass sich die Aufnahmekapazität verdoppelt.

Anders als Sentinel-1, der die Meere erforscht, ist der im Juni gestartete Sentinel-2A auf die Landoberfläche spezialisiert. Im Vergleich zu seinem Vorgänger hat er dabei einen entscheidenden Vorteil: Während er mit einer Geschwindigkeit von sieben Kilometern pro Sekunde um die Erde fliegt, scannt er sie nicht per Radar, sondern mit hochauflösenden Spektralbildern. Dadurch sieht der Satellit sowohl das für uns sichtbare Spektrum der Farbbereiche Rot, Grün und Blau als auch den für das menschliche Auge unsichtbaren Infrarotbereich.

Sentinel-2A kann so Informationen über die Erdoberfläche liefern, die den Radarstrahlen verborgen bleiben. Damit eröffnen sich völlig neue Möglichkeiten, besonders in Bezug auf die Verbesserung von Ernteprognosen, denn: "Gerade in diesen Infrarotbereichen drücken sich Veränderungen der Vegetation aus", erläutert der ESA-Professor Michael Rast - beispielsweise das Wachstum von Wäldern oder die Entwicklung des Gesundheitszustands von Pflanzen.

Kann ein Satellit Umweltterroristen überführen?

Für eine Erdumrundung benötigt der Wächter 100 Minuten. 2016 bekommt auch er Verstärkung von seinem Zwilling Sentinel-2B, dann werden sich die Überflugzeiten für jeden Punkt der Erde von zehn auf fünf Tage halbieren.

Das Einzigartige am Copernicus-Projekt ist sein Open-Data-Konzept: Anders als bei militärischen Aufklärungssatelliten sind alle Informationen frei im Internet verfügbar. Jeder kann mitmachen - ein Meilenstein, vergleichbar mit der weltweiten Nutzbarmachung des Internets im Jahr 1991. "Das wird sicherlich eine kleine Revolution auslösen", sagt Heinz Sontag vom Raumfahrtkonzern Airbus Defence and Space in Friedrichshafen. Auch die Forschung dürfte von solch einem "Crowdsourcing" profitieren, schließlich schickt allein Sentinel-1A jeden Tag 8000 Gigabit zur Erde, eine Datenflut, die von einer Institution kaum zu verarbeiten ist.

Die Vielzahl freiwilliger User könnte hingegen die Wissenschaftler beim Auswerten de Daten aktiv unterstützen und möglicherweise eigene Entdeckungen machen, so wie es vielen Hobbyastronomen schon gelungen ist. Die Rechnung scheint aufzugehen: Etwa 7700 Nutzer haben sich bislang angemeldet und rund 1,4 Petabyte Daten geladen. Kein Wunder: Anhand der Aufnahmen kann jeder vom heimischen PC aus die Erdoberfläche auf Klimaveränderungen überprüfen oder beispielsweise Meeresgebiete gezielt nach Flugzeugwrackteilen (wie im Fall der verschwundenen malaysischen Maschine MH370) oder Ölteppichen absuchen.

Schon jetzt kann die Küstenwache dank der Satellitenbilder bei Havarien zeitnah reagieren oder Schiffe, die unerlaubt Schadstoffe ins Meer ablassen, schneller aufspüren. Sentinel ist jedoch nicht nur als Erdbeobachter und Verbrecherjäger im Einsatz - sondern auch als Katastrophenhelfer.

Wie schnell kann Sentinel lebensrettende Informationen liefern?

Als Ende April in Nepal Dörfer und Straßen von einem schweren Erdbeben verschüttet wurden, konnten Regierung und Hilfsorganisationen bereits auf die Satelliten-Aufnahmen zurückgreifen und deutlich schneller in Erfahrung bringen, wie man in die Krisenregionen gelangen kann oder wo Hubschrauber landen können. Während es zuvor rund 30 Stunden dauerte, bis Experten ein aussagekräftiges Satellitenbild erstellen konnten, ist es künftig möglich, viele Katastrophen präzise vorherzusagen und schneller zu reagieren. Innerhalb von 20 Minuten können die Bilddaten mittlerweile zur Verfügung gestellt werden.

Per Infrarotübertragung soll es zukünftig sogar möglich sein, sie in Echtzeit zur Erde zu schicken. Sentinel-2A verfügt bereits über ein entsprechendes Laserterminal. Neben der gewonnenen Zeit eröffnet auch die hohe Auflösung völlig neue Möglichkeiten: "Wir werden sagen können, dass dieser Teil überflutet wird, das Cricketfeld dort aber nicht", so der Wetterforscher Javier García-Pintado.

Doch gerade in dieser vielseitigen Verwendbarkeit wittern viele Experten auch eine Gefahr. Was, wenn die Satelliten für geheime militärische Zwecke eingesetzt werden, dem Ausspionieren von Truppenbewegungen oder zur Überwachung von Flüchtlingsströmen? Michael Rast widerspricht energisch: "Für Flüchtlingsströme braucht man eine höhere Bodenauflösung. Da sind Spionagesatelliten viel geeigneter." Volker Liebig, ESA-Direktor für Erdbeobachtung, glaubt vielmehr, dass die Sentinels dabei helfen könnten, Leben zu retten, indem sie Flüchtlingsboote schneller entdecken - und so ihrem Namen mal wieder alle Ehre machen. Schließlich ist es ihre Mission, über die Erde und ihre Bewohner zu wachen, statt sie zu überwachen ...