Rotierender Spiegel soll die Wettervorhersagen verbessern
Sonne ist vorhergesagt, und dann regnet es: Solche Überraschungen soll es künftig seltener geben. Airbus baut ein Beobachtungsgerät, das viel genauer als bisher Wolken, Wasserdampf und Oberflächentemperaturen erfassen kann. Vierzehn Mal täglich wird das Gerät die Erde umkreisen.
Ab dem Jahr 2021 wird METimage auf dem MetOp-Wettersatelliten der zweiten Generation zum Einsatz kommen. Das neue Satelliteninstrument wird wichtige Umweltinformationen in bisher unerreichter Genauigkeit erfassen und damit Wetter- und Klimavorhersagen mit einer deutlich höheren Zuverlässigkeit ermöglichen.
Foto: Airbus Defence and Space
Ab 2021 soll das Wetterinstrument namens METimage auf den niedrig fliegenden Wettersatelliten der nächsten Generation der Weltraumorganisation Eumetsat eingesetzt werden. Und dann geht es rund: Das Radiometer beobachtet mithilfe eines Scanners alle 1,7 Sekunden jeweils einen zwölf Kilometer breiten und 2.670 Kilometer langen Streifen der Erdoberfläche.
Täglich wird METimage in einer polaren Umlaufbahn in einer Höhe von etwa 830 Kilometern 14 Mal um die Erde kreisen. Und dabei jeden Tag rund 140 Gigabyte an meteorologischen Daten generieren. Dies entspricht ungefähr der Datenmenge von 200 CDs.
Rotierender Spiegel tastet Erdoberfläche ab
Das schnelle Abtasten der Erdoberfläche ermöglicht ein rotierender Spiegel. Mit jeder Rotation des Spiegels werden sowohl die Messdaten des Bildstreifens auf der Erde als auch die Vergleichsdaten von internen Kalibrationsquellen aufgenommen und verarbeitet. Das erlaubt Referenzmessungen, durch die die Genauigkeit der gemessenen Bilddaten deutlich verbessert werden kann.
Das METimage-Instrument soll wichtige Informationen über Wolken, Landoberflächen, Ozean-, Eis- und Landoberflächentemperaturen aufzeichnen.
Quelle: Airbus Defence and Space
„METimage wird Klimabeobachtung und Wettervorhersage in einer neuen Qualität ermöglichen“, sagte Dr. Gerd Gruppe, DLR-Vorstand für das Raumfahrtmanagement. „Beides sind wichtige Informationen für jeden Bürger – und für viele Wirtschaftszweige wie etwa die Energie- und Landwirtschaft sowie den Verkehrsbereich. Deshalb ist METimage eine Infrastruktur der Zukunft.“
Die Optik kommt aus Jena
Airbus Defence and Space erklärte, METimage sei eines der komplexesten Instrumente, an denen das Unternehmen arbeite. Entwickelt hat Airbus das METimage-Konzept gemeinsam mit Jena-Optronik entwickelt.
Eingesetzt wird das Radiometer dann am europäischen Wettersatellitensystem Eumetsat Polar System, das gemeinsam mit den USA unterhalten wird. „Zum ersten Mal lässt Deutschland ein Instrument für ein europäisches Wettersatellitensystem direkt entwickeln“, betonte Staatssekretär Rainer Bomba vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI). Es sei ein wichtiger Baustein der Raumfahrtstrategie der Bundesregierung. Und deshalb gibt es vom BMVI 130 Millionen Euro für den Bau der Hightech-Geräte.
Wetter- und Klimavorhersagen in neuer Qualität
METimage wird wichtige Informationen zu Wolkenbedeckung, zu Meeres- und Landoberflächentemperaturen und zur Verteilung des Wasserdampfs in der Atmosphäre in bisher unerreichter Genauigkeit erfassen. Damit sind deutlich zuverlässigere Wetter- und Klimavorhersagen möglich.
Wolkenaufnahme eines Wettersatelliten: Verschiedene physikalische Eigenschaften der Wolken, wie etwa die Temperatur der Wolkenoberfläche, werden in unterschiedlichen Farben wiedergegeben.
Quelle: Eumetsat
Das Instrument registriert dabei das von Erdoberfläche, Atmosphäre und Wolken reflektierte Sonnenlicht in 20 Spektralkanälen vom sichtbaren bis in den Infrarotbereich und ermittelt so die Umweltdaten. Dabei liefert es eine hohe Auflösung von rund 500 Metern. Die derzeit eingesetzten Instrumente verfügen lediglich über sechs Kanäle mit einer Auflösung von über einem Kilometer.
In fünf Jahren geht METimage an den Start
Zum Einsatz kommen wird METimage beim Start der neuen MetOp-Wettersatelliten ab dem Jahr 2021. Mindestens 20 Jahre lang soll das Radiometer auf den MetOp-Satelliten betrieben werden.
Die erste Generation der MetOp-Satelliten kreist derzeit in erdnaher polarer Umlaufbahn in 820 Kilometern Höhe. Geostationäre Satelliten sind hingegen rund 35.000 Kilometer von der Erdoberfläche entfernt.
Quelle: ESA
Mit der Vertragsunterzeichnung ist Airbus Defence and Space nun hauptverantwortlich für Design, Bau und Test von einem Instrument sowie zwei weiterer Nachbauten von METimage. Entwickelt und gebaut werden diese im Auftrag der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Die Kosten für das erste Flugmodell werden zu 70 % vom DLR mit Mitteln des BMVI und zu 30 % von Eumetsat finanziert. Die gesamten Kosten für die beiden Nachbauten trägt Eumetsat, die Europäische Organisation für die Nutzung meteorologischer Satelliten in Darmstadt. Ihr gehören 30 europäische Mitgliedstaaten an.
Übrigens gibt es seit August 2016 ein Warnsystem des Deutschen Wetterdienstes. Es analysiert die Wetterlage auf den Stadtteil genau – Warnungen gibt es auf Wunsch per Smartphone-App.
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