Deutsche Polarforschungsflugzeuge mit DLR-Kameras ausgestattet

Hochauflösende Bilddaten von der Arktis

Drastische Veränderungen von Tundra, Küstenstruktur und Eisbedeckung lassen die Auswirkungen des Klimawandels in der Arktis besonders deutlich erkennen. Die lokale und hochgenaue Kartierung solcher Veränderungen mithilfe flugzeuggestützter optischer Sensorsysteme bildet oft die Datengrundlage für Modelle und Vorhersagen auf globaler Ebene. Die Land- und Seeoberflächen werden von MACS im sichtbaren, nahinfraroten und im thermalinfraroten Spektrum mit einer Auflösung von bis zu fünf Zentimetern pro Pixel erfasst, so detailreich wie es bisher weder mit Satelliten noch mit Laserscannern möglich ist.

„Mit unserer Expertise in der Erdbeobachtung aus der Luft und aus dem All leistet das DLR entscheidende Technologie-Beiträge für die globale Erforschung des Klimawandels. Die MACS-Luftbildkamerasysteme sind dabei ein besonderes Beispiel mit ihrem vielfältigen Einsatzspektrum“, sagt die DLR-Vorstandsvorsitzende Prof. Dr.-Ing. Anke Kaysser-Pyzalla. „Bei Erdbeben und Überschwemmungen sind sie essentielle Informationslieferanten für die Katastrophenhelfer, bei der maritimen Lageerfassung können sie kurzfristig große Küstengebiete in Echtzeit abbilden und die Polarregionen unserer Erde werden sie nun so detailreich abbilden, wie es bisher weder mit Satelliten noch mit Laserscannern möglich ist.“

In der Vergangenheit konnten die Kameras aus Berlin bereits erfolgreich bei den unterschiedlichsten Missionen für Aufgaben der Sicherheit bis zur Fernerkundung eingesetzt werden: So wurden 2015 MACS-Daten genutzt, um Einsatzkräfte nach dem schweren Erdbeben in Kathmandu zu unterstützen. Im Sommer 2021 lieferte MACS-Daten ein Lagebild der Flutkatastrophe im Ahrtal. Im Februar 2023 konnten Einsatzkräfte nach dem schweren Erdbeben in der Türkei mit höchstaufgelösten Lageinformationen unterstützt werden. Selbst in mehr als 9.000 Metern Höhe flog eine MACS-Kamera bereits über die Erdoberfläche und lieferte die Bilddaten für die hochaufgelöste 3D-Kartierung des Mount Everest und des angrenzenden Khumbu-Gletschers.

MACS-Polar Hochauflösende Bilddaten von Arktis und Antarktis

Die lokale und hochgenaue Kartierung drastischer Veränderungen von Tundra, Küstenstruktur und Eisbedeckung in der Arktis mithilfe flugzeuggestützter optischer Sensorsysteme bildet oft die Datengrundlage für Modelle und Vorhersagen auf globaler Ebene. Hier spielt das MACS-Kamerasystem zukünftig seine technologischen Stärken aus. Die Oberflächen der Polargebiete werden damit im sichtbaren, nahinfraroten und im thermalinfraroten Spektrum mit einer Auflösung von bis zu fünf Zentimetern pro Pixel erfasst. Trotz der herausfordernden Umgebungsbedingungen in der Arktis liefern sie dabei hochpräzise Daten.

Bereits seit 2018 unterstützt das DLR-Institut für Optische Sensorsysteme das AWI. Erstmalig wurde damals ein MACS-Kamerasystem in das Polarforschungsflugzeug Polar 5 integriert und bei einer Messkampagne im kanadischen Inuvik eingesetzt. Ziel war es, die Landveränderungen in den Permafrostgebieten samt Küstenbereichen zu untersuchen. Gleichzeitig war der Einsatz ein erfolgreicher Test hin zu einer langfristigen Nutzung der Kamera bei zukünftigen Kampagnen in der Arktis.

In der Folge kamen MACS-Kameras bei zahlreichen weiteren Expeditionen zum Einsatz, beispielsweise in Alaska, Grönland und der Antarktis. Durch die zunehmende Nutzung und zur dauerhaften Ausrüstung der Flugzeuge wurde das DLR mit der Entwicklung einer weiterentwickelten Kamera, MACS-Polar, beauftragt. Seit 2022 wird die erste dieser Kameras bereits erfolgreich durch das AWI in Eigenregie betrieben. „In die neue Kamerageneration sind Erfahrungen aus vielen gemeinsamen arktischen Flugkampagnen eingeflossen. Dieser Prozess wird durch den engen Austausch zwischen DLR und AWI kontinuierlich fortgeführt. Somit ist gewährleistet, dass unsere Systeme stets bestmögliche Bilddaten für die Forschung liefern,“ sagt Jörg Brauchle, MACS-Projektleiter vom DLR-Institut für Optische Sensorsysteme.

Im Januar 2024 wurde das zweite MACS-Kamerasystem offiziell an das AWI-Team übergeben. Nun können beide deutschen Polarforschungsflugzeuge dauerhaft mit den Kameras aus Berlin betrieben werden. Sie dienen als technologische Grundlage für eine Vielzahl von Forschungsexpeditionen und werden in den nächsten Jahren viele wertvolle Datensätze der polaren Regionen der Erde aufnehmen. Die Nutzung der beiden Flugzeuge steht dabei nicht nur den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des AWI, sondern auch anderen nationalen und internationalen Forschungseinrichtungen zur Verfügung.