SENTINEL-3A
Ozeanwächter ist im All
Redaktion / Pressemitteilung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt
astronews.com
17. Februar 2016

Der Erdbeobachtungssatellit Sentinel-3A ist gestern Abend an Bord einer Trägerrakete vom Typ Rockot in eine Erdumlaufbahn gebracht worden. Der Satellit soll als Teil des Copernicus-Programms von EU und ESA wichtige Daten über die Ozeane der Erde liefern. Gleichzeitig wird er auch die Landmassen unseres Heimatplaneten regelmäßig erfassen.

Der Satellit Sentinel-3A soll unter anderem Daten über die Ozeane der Meere liefern. Bild: ESA / ATG medialab [Großansicht]

Welchen Schwankungen unterliegt der Meeresspiegel? Wie hoch ist die Wasserqualität von Nord- und Ostsee? Welche Rolle spielt der Ozean im Kohlenstoffkreislauf der Erde? Welchen Einfluss hat die Oberflächentemperatur der Meere auf die Ozeanzirkulation? Wie ändert sich Pflanzenproduktivität mit dem Klimawandel? Der Erdbeobachtungssatellit Sentinel-3A soll helfen, diese und weitere Fragen zu beantworten. Gestern um 18.57 Uhr MEZ ist er mit einer Rockot-Rakete vom russischen Weltraumbahnhof in Plesetsk aus gestartet.

Der Satellit ist der erste Teil der Ozeanmission im Rahmen des Copernicus-Programms der Europäischen Kommission und der europäischen Weltraumagentur ESA. Der ESA-Teil wird mit einem Drittel von Deutschland finanziert und vom Raumfahrtmanagement des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) betreut. Das Deutsche Fernerkundungsdatenzentrum (DFD) des DLR wertet spezielle Daten der Sentinel-3-Mission aus.

Dieser "Hightech-Ozeanwächter im All" wird aus seinem Orbit in 815 Kilometern Höhe die Meere beobachten und so Ozeanvorhersagen sowie Umwelt- und Klimaüberwachung unterstützen. Denn neben der Meeresbeobachtung hat Sentinel-3A die Aufgabe, die globalen Landoberflächen in zeitlich hoher Frequenz zu beobachten. So können die Vegetation überwacht, Waldbrände und andere Feuer aufgespürt und Frühwarnsysteme wie etwa gegen illegale Tropenwaldabholzung betrieben werden.

"Sentinel-3A lässt uns den Zustand und die Entwicklung unserer Meere und der Landoberfläche nun mit anderen Augen sehen. Dadurch können wir die Auswirkungen des globalen Wandels besser verstehen, Anpassungsmaßnahmen entwickeln sowie für ein nachhaltiges Management natürlicher Ressourcen sorgen", erklärt Dr. Michael Nyenhuis, der im DLR Raumfahrtmanagement die Sentinel-3-Missionen betreut.

"Für die richtige Bewertung der Informationen müssen hochwertige Daten zuverlässig zur Verfügung stehen - auch durch die Verarbeitung und Archivierung der Sentinel-3-Daten auch durch das Deutsche Fernerkundungsdatenzentrum sind die Voraussetzungen gegeben", ergänzt Prof. Stefan Dech, Direktor des DFD.

Die Sensoren des Satelliten vermessen Ozean-, Eis- und Landoberflächen. Ein hochpräzises Radar-Altimeter erfasst die Meeresspiegelhöhe. Ein Radiometer misst die Ozean- und Landoberflächentemperatur mit einer Genauigkeit von 0,3 Grad Celsius. Außerdem beobachtet ein optisches Instrument die Ozean- und Landoberflächen. Damit setzt Sentinel-3A die Messungen früherer Satelliten fort - insbesondere des 2012 außer Betrieb gestellten ESA-Satelliten ENVISAT.

Seine Instrumente steigern zusätzlich die Produktqualität durch eine verbesserte spektrale Auflösung, erhöhen die zeitliche Auflösung und verbessern die Messung von Atmosphärenparametern. Sieben Jahre lang soll der "Wächter" die Erde beobachten. Seine Lebensdauer kann aber unter günstigen Bedingungen auf bis zu zwölf Jahre verlängert werden.

2017 soll der baugleiche Satellit Sentinel-3B seine Arbeit im Weltraum aufnehmen. Er wird die Erde zeitversetzt auf einer identischen polaren Umlaufbahn in 815 Kilometern Höhe umrunden. Damit verdoppelt sich die Aufnahmekapazität und erlaubt dem Satellitenpaar alle zwei Tage eine globale Abdeckung.

Doch zur Nutzung der Satelliten und ihrer Daten sind nicht nur die Satelliten selbst, sondern auch zahlreiche Systeme auf der Erde erforderlich: Zu diesem sogenannten Bodensegment gehören neben den Antennensystemen zum Empfang von Satellitendaten und den Rechenkapazitäten zur Auswertung und Aufbereitung der Daten auch Systeme zur Archivierung und zum Datenmanagement.

Ein Teil davon wird in europäischer Zusammenarbeit aufgebaut und besteht unter anderem aus Processing and Archiving Centers (PACs) zur Verarbeitung, Langzeitarchivierung und Verteilung der Satellitendaten. Die PACs in Europa sind an das Copernicus-Wide-Area-Network (WAN) zum schnellen Transport von Massendaten angeschlossen. Um die von Sentinel-3A gelieferten Rohdaten effizient verarbeiten und archivieren zu können, besteht eine Aufteilung zwischen der ESA und der Europäischen Organisation für die Nutzung meteorologischer Satelliten (EUMETSAT) für die Bereitstellung der Datenprodukte. Meeresbezogene Datenprodukte werden von EUMETSAT bereitgestellt.

In der Verantwortung der ESA wurden in europäischer Zusammenarbeit drei PACs geschaffen, die sich speziell um die Daten der Sentinel-3-Mission kümmern. Das DFD in Oberpfaffenhofen ist eines dieser Sentinel-3-PACs und kümmert sich speziell um die sogenannten OLCI-Daten für Landanwendungen. Über das Copernicus-Wide-Area-Network kommen die Rohdaten aus der Empfangsstation im norwegischen Svalbard auf Spitzbergen an.

Diese Daten werden dann in Oberpfaffenhofen in einem zweistufigen Verarbeitungsverfahren zu höherwertigen Daten prozessiert. Die dabei entstandenen Produkte werden anschließend in einem Long-Term Archive (LTA) für mehrere Jahre gespeichert. Über ein europäisches Hochleistungsnetzwerk werden diese Daten weltweiten Nutzern zur Verfügung gestellt. Die Mitarbeiter des PACs im DFD beginnen bereits wenige Tage nach dem Start des Satelliten Sentinel-3A mit ihrer Arbeit.

Spätestens ein halbes Jahr nach Beginn der Mission sind dann die Daten auf der europäischen Plattform einer breiten Öffentlichkeit verfügbar. Die riesigen Datenmengen werden im Deutschen Satellitendatenarchiv des DFD gespeichert. Das DFD rechnet damit, dass innerhalb eines Jahres bis zu 300 Terabyte an OLCI-Daten in Oberpfaffenhofen archiviert werden. Dort lagern sie unter anderem neben mehr als 700.000 Datensätzen der Sentinel-1-Mission, die ebenfalls vom dortigen PAC betreuet wird.

Sentinel-3A ist der dritte Satellit der sechs Satellitenfamilien im Copernicus-Programm der Europäischen Union und der ESA. Mit Copernicus - ehemals Global Monitoring for Environment and Security (GMES) - soll eine leistungsfähige und nachhaltige Erdbeobachtungsinfrastruktur für Europa entstehen. Die EU betreibt mit dem Programm satellitengestützte Informationsdienste für Erdoberflächen, Ozeane, Atmosphäre, Katastrophenmanagement, Klimawandel und Sicherheit.

Grundlage dieser Dienste sind sechs Satellitenfamilien, die so genannten Sentinels - zu Deutsch "Wächter". Sie werden von der ESA im Programm "GMES Space Component" (GSC) entwickelt und im Auftrag der EU betrieben. In den nächsten Jahren folgen mit Sentinel-2 und Sentinel-3 weitere wichtige Meilensteine im Aufbau der Copernicus Weltraumkomponente.

Gegen Ende dieses Jahrzehnts sollen die Missionen Sentinel-4, -5 und -6 starten. In Copernicus werden auch Satellitendaten von Dritten einbezogen, so Daten der deutschen Satelliten TerraSAR-X, TanDEM-X und RapidEye. Die Sentinels ergänzen die aktuellen Satellitenmissionen zum weltweit umfassendsten und leistungsfähigsten zivilen Erdbeobachtungssystem aus dem All.