Waldbrände aus dem All beobachten
23.06.2016Brände auf der Erde aufspüren und ihre eventuellen Auswirkungen auf Wetter und Klima besser verstehen: Das ist die Mission des neuen Satelliten BIROS. Er hat Software aus den Labors der Universität Würzburg an Bord.
Am 22. Juni 2016 um 5:55 Uhr mitteleuropäischer Sommerzeit ist der Kleinsatellit BIROS (Bi-Spektral Infrared Optical System) ins All gestartet. Er hob vom indischen Weltraumbahnhof Satish Dhawan Space Centre an Bord einer Trägerrakete ab. Nun umrundet der Satellit des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in 515 Kilometern Höhe die Erde – mit einer Geschwindigkeit von 25.000 Kilometern pro Stunde.
Der kühlschrankgroße Kleinsatellit arbeitet dort nicht allein: Schon seit Juli 2012 befindet sich sein „Brudersatellit“ TET-1 (Technologie-Erprobungsträger) im Orbit und hält Ausschau nach Waldbränden. Gemeinsam bilden die beiden Satelliten nun die Mission FireBIRD (Fire Bispectral InfraRed Detector). Neben Waldbränden sollen sie unter anderem vulkanische Aktivitäten beobachten und andere „Hochtemperaturereignisse“ auf der Erde dokumentieren.
Montenegro: „Alles funktioniert wie im Bilderbuch“
Der Satellit BIROS hat Software an Bord, die an der Universität Würzburg entwickelt wurde, im Team von Professor Sergio Montenegro am Lehrstuhl Informationstechnik für Luft- und Raumfahrt. In den kommenden Tagen betreut Montenegro den Flug des Satelliten vom DLR-Kontrollzentrum in Oberpfaffenhofen aus.
Donnerstag, 23. Juni, 9:30 Uhr. Der Würzburger Professor macht gerade eine Pause, denn eben ist der Satellit über das Kontrollzentrum hinweggeflogen: „Alles funktioniert wie im Bilderbuch, der Satellit macht das supergut“, erzählt er am Telefon. Fast die ganze BIROS-Software stamme von seinem Team. Das Betriebssystem, die Autonomie, die Kommunikation mit der Bodenstation, die Erkennung und automatische Behebung von Anomalien in der Satellitenfunktion – das und mehr wurde in Würzburg entwickelt.
Sensible Kamerasysteme liefern wertvolle Daten
Der Hintergrund des Satellitenprojekts: Brände verursachen laut einer Mitteilung des DLR weltweit fast ein Drittel aller Kohlendioxid-Emissionen. Aufgrund steigender Temperaturen, bedingt durch den Klimawandel, werde die Waldbrandgefahr zukünftig stark zunehmen.
„Mit seinen sensiblen Kamerasystemen ist BIROS in der Lage, wertvolle Daten zur Veränderung der Oberflächentemperatur der Erde zu liefern“, sagt Professor Heinz-Wilhelm Hübers, Direktor des DLR-Instituts für optische Sensorsysteme. „Zugleich erhoffen wir uns Erkenntnisse darüber, welche Auswirkungen die bei der Verbrennung entstehenden Aerosole auf das Wetter und das Klima haben können.“
Feuer auf der Erde noch präziser erkennen
„Mit den hochauflösenden Infrarotkameras des Satellitentandems von FireBIRD wird es möglich sein, Feuer bereits ab einer geringen Intensität zuverlässig zu lokalisieren“, erklärt Winfried Halle, Leiter des Projektes. Durch die exakte Bestimmung der Feuerintensität könne nun auch die Art der Verbrennung identifiziert werden. „Darüber hinaus werden uns die Satelliten erstmals genaue Vorhersagen über die Ausmaße der Brandflächen geben“, sagt Halle.
Bisher habe man den Beitrag von Wald- und Savannenbränden zum Ausstoß klimarelevanter Gase nur grob schätzen können. Der Grund dafür: Man musste auf Daten von globalen Erdbeobachtungssatelliten zurückgreifen, und die sind nur darauf spezialisiert, Normaltemperaturen zu erfassen. Außerhalb ihres optimalen Messbereichs zwischen 25 und 35 Grad Celsius sei die Zuverlässigkeit der Messdaten relativ gering. Daher können die globalen Erdbeobachtungssatelliten derzeit nur etwa 50 Prozent aller Hitzeereignisse auf der Erde registrieren.
Neue Technologien zur Feuerfernerkundung
BIROS dagegen könne die Position von „Hochtemperaturereignissen“ und bestimmte Feuerparameter wie Temperatur, Energie oder die Fläche von aktiven oder gerade entstehenden Brandherden in Echtzeit an Bodenstationen auf der Erde übermitteln.
Zusätzlich kann der etwa 130 Kilogramm wiegende Kleinsatellit seine Informationen direkt auf Mobilfunkgeräte übertragen. Die Bilddaten werden an Bord vorprozessiert und mit einem speziellen Modem per SMS verschickt. Diese Kommunikation zwischen Satellit und Nutzer läuft zunächst auf experimenteller Ebene.
Zehn DLR-Institute an Entwicklung beteiligt
Darüber hinaus dient BIROS als Plattform für Technologie-Experimente aus den beteiligten DLR-Instituten. Der Kleinsatellit wurde von insgesamt zehn Einrichtungen des DLR entwickelt und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. Die Daten sollen einer weltweiten wissenschaftlichen Nutzung zugänglich gemacht werden. FireBIRD ist zunächst auf eine Laufzeit von zehn Jahren ausgelegt.
Quelle: Pressemitteilung des DLR
Kontakt
Prof. Dr. Sergio Montenegro, Lehrstuhl Informationstechnik für Luft- und Raumfahrt, Universität Würzburg, T (0931) 31-83715, montenegro@informatik.uni-wuerzburg.de
