13. April 2017

Hilfe aus dem All: Mit Radarsatelliten durch Eis navigieren

Forschungsschiff Akademik Tryoshnikov im Eis
Eine Aufnahme des Radarsatelliten TerraSAR-X macht Meereis und Eisberge sichtbar
dank der aktiven Radarantenne bei jedem Wetter, durch Wolken und Nebel, bei Tag und Nacht.
Aus den Radardaten in naher Echtzeit automatisch generierte Eiskarten dienen der Navigationsunterstützung.
Aus der oben abgebildeten TerraSAR-X Aufnahme und einer nur 27 Minuten später erfolgten Aufnahme des kanadischen Satelliten RADARSAT-2 ermitteln Wissenschaftler des EOC die Meereisdrift.
Durch die Kombination mehrerer Satelliten sind häufigere Updates möglich.

Vor drei Wochen kehrte das Forschungsschiff Akademik Tryoshnikov von der „Antarctic Circumnavigation Expedition“ zurück. Die Kampagne führte ein internationales Forscherteam einmal um den Antarktischen Kontinent. Wissenschaftler der DLR-Forschungsstellen Maritime Sicherheit in Bremen und Neustrelitz waren immer dabei. Nicht vor Ort, aber aus dem All. Sie unterstützten die Navigation in den eisbedeckten Gewässern durch die Bereitstellung von Aufnahmen der Radarsatelliten TerraSAR-X, Sentinel-1 und RADARSAT-2. Erstmals wurden nun neben den Radarbildern auch aus den Satellitenaufnahmen generierte Eiskarten an Bord geschickt – Karten, die Rückschlüsse auf die Dicke und die Befahrbarkeit des Eises erlauben. Zukünftig sollen diese Produkte automatisch, zusätzlich zu den Satellitenbildern, zur Verfügung stehen.

Meereis unterliegt ständigen Veränderungen. Innerhalb weniger Stunden kann der Wind drehen, Packeis auf Kilometer zusammenschieben und Presseisrücken entstehen lassen – Hindernisse, die selbst für Eisbrecher schwer bis gar nicht zu überwinden sind. Ähnliche Umstände machten im Dezember 2013 die Akademik Shokalskiy manövrierunfähig. Damals halfen Radaraufnahmen den Rettungskräften, die aktuelle Eissituation besser zu beurteilen.

Die gegenwärtige Expedition in der Antarktis verlief ohne ernste Zwischenfälle. Die Wissenschaftler freuen sich: Dank der Informationen aus dem All lassen sich unnötige Umwege vermeiden. Schlussendlich spart dies Treibstoff.

Das Earth Observation Center (EOC) des DLR betreibt die Forschungsstellen Maritime Sicherheit in Bremen und Neustrelitz, die mit ihren Arbeiten zur Gewährleistung einer sicheren Schifffahrt und zum Schutz der Meere und Küstengewässer beitragen sowie Behörden bei der Bekämpfung illegaler Aktivitäten (z.B. Verklappung von Gefahrstoffen, illegaler Fischerei, Piraterie) unterstützen. In Bremen entwickelte thematische Prozessoren, etwa zur Detektion von Schiffen oder Eisbergen, werden in die hierfür in Neustrelitz entwickelten Systeme eingebunden und operationalisiert. Diese integrierte Lösung beinhaltet dann auch weitere Module, wie die Datenfusion und Produktgenerierung einschließlich der Auslieferung an den Nutzer.

Der neue Prozessor zur Erzeugung aktueller Eiskarten ermittelt direkt nach Empfang der Satellitenaufnahmen Lage und Ausmaß verschiedener Eistypen, wie z.B. „junges Eis“ oder „mehrjähriges Eis“. Dabei bedient er sich der Analyse komplexer Daten – d.h. Merkmale im Bild, die dem menschlichen Betrachter entgehen.  Weitere Prozessoren befinden sich in der Entwicklung. So sollen hochaufgelöste Driftfelder einen detaillierten Einblick in die Bewegung des Meereises geben.

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