Team: ESA und Copernicus Bodensegmentprojekte

Im ESA-Projekt „Copernicus Data Space Ecosystem“ (CDSE, seit 2022) steuert das Team den Sentinel-1 On-Demand Data Production Service bei.

Das Team unterstützt ebenfalls das Nutzlastbodensegment des Copernicus Atmosphären-Satelliten Sentinel-5P im Bereich der Datenauslieferung. Über speziell entwickelte Systeme und Schnittstellen werden die prozessierten Daten von Sentinel-5P operationell an die ESA, die Langzeitarchive (LTAs - im DLR und bei externen Partnern) und die autorisierten Datennutzer bereitgestellt.

Weitere Bodensegment-Projekte, die vom Team unterstützt werden, betreffen den Hyperspektral-Satelliten EnMAP sowie den in der Design-Phase befindlichen Satelliten CO2Image, mit dem neue Erkenntnisse zur CO2-Verteilung in der Atmosphäre gewonnen werden sollen.

Projekt D-PAF/D-PAC/MMFI (1991-2017)

Nach 26 Jahren wurde 2017 das Projekt D-PAF/D-PAC/MMFI im Team erfolgreich abgeschlossen. Das Projekt umfasste die Verarbeitung und Archivierung von Satellitendaten der ERS- und Envisat-Missionen. Das von der ESA in Auftrag gegebene Projekt ERS-1/-2 Envisat D-PAF/D-PAC (Processing and Archiving Facility/Center) bestand ohne Unterbrechung seit 1991. Es begann 1991 mit dem Start des ESA-Satelliten ERS-1 (in Betrieb bis 2000), dessen Nutzlastdaten unter anderem an der deutschen Antarktis-Empfangsstation des DLR, GARS O'Higgins, empfangen wurden. Im Laufe des Projekts wurden auch Daten der Satelliten ERS-2 (1995 - 2011) und Envisat (2002 - 2012) verarbeitet.

Im Rahmen des Projekts wurden die SAR-Daten der 3 genannten ESA-Erdbeobachtungssatelliten prozessiert, archiviert und der weltweiten Nutzergemeinschaft zur Verfügung gestellt, zunächst auf physischen Medien und später auf elektronischem Wege. Neben den SAR-Daten lag ein weiterer Schwerpunkt auf Atmosphären-Daten, die von verschiedenen wissenschaftlichen Instrumenten wie GOME auf ERS-2 sowie GOMOS, MIPAS und SCIAMACHY auf Envisat aufgezeichnet wurden. Die Daten des SCIAMACHY-Instruments trugen zum Beispiel wesentlich zur Überwachung der Größe des Ozonlochs über der Antarktis bei. Während der Projektlaufzeit wurden insgesamt 14 Reprozessierungskampagnen für Atmosphärendaten durchgeführt, um die Daten an den jeweils aktuellen Stand der wissenschaftlichen Datenprozessoren anzupassen.

Die Technologie der Datenübertragung hat sich im Laufe der Jahre verändert. Was mit dem Versand von CDs, DVDs und Exabyte-Medien begann, wurde ab 2010 auf FTP/HTTP-Server umgestellt. Jeden Monat wurden bis zu 30 TB an Daten oder bis zu einer halben Million Datensätze geliefert. Pro Jahr wurden über 30.000 ESA-Bestellungen bearbeitet. Die ERS- und Envisat-Daten werden weiterhin durch die weltweite Nutzergemeinschaft für Forschungszwecke genutzt, auch lange nach dem Ende der aktiven Missionsphasen.

Ab 2012, nach dem unerwarteten Ende der Envisat-Mission, begann die ESA mit einer Datenrückführung, bei der über 600 TB an ERS-1/-2- und Envisat-Daten aus den DLR-Archiven extrahiert wurden, um sie den Nutzern über den (A)SAR On-The-Fly Service der ESA zur Verfügung zu stellen. Bis zum Ende des Projekts wurden etwa 4,1 Millionen Datensätze mit über 800 TB an Daten aus den Datenarchiven extrahiert.

Projekt Sentinel-1 Sentinel-3-OLCI PAC (2012 – 2021)

Nach der Aufbau- und Inbetriebnahme-Phase in den Jahren 2012 – 2014 ist das Sentinel-1A Processing and Archiving Center (PAC) Anfang 2015 im Auftrag der ESA in Betrieb genommen. 2016 begann die Betriebsphase für den Satelliten Sentinel-1B und für die OLCI-Daten des Satelliten Sentinel-3A. 2018 kamen noch die Daten von Sentinel-3B hinzu. So beeindruckend die Datenmenge der drei historischen ESA-Missionen (ERS-1/-2, Envisat) auch sein mag, die Flotte der Sentinel-Satelliten sammelt Erdbeobachtungsdaten in einer neuen Größenordnung. Die 4 Sentinel-Satelliten erzeugten einen dramatischen Anstieg der zu prozessierenden und zu archivierenden Datenmenge. Während der sechs Jahre des Routinebetriebs (2015 - 2021) hat das Sentinel-1/3-OLCI PAC im EOC fast 13,4 Millionen Datensätze prozessiert und archiviert. Die Datenmenge summierte sich auf über 16.900 Terabyte (16,5 Petabyte) und übertraf damit die Datenmenge, die während der 26-jährigen Laufzeit des ERS-1/-2/Envisat-Projekts angefallen war, um mehr als das 20fache.

Als eine der ersten Einrichtungen in Europa war das DFD, getragen durch das Team und weitere Beteiligte im Institut, offizieller Bestandteil des Copernicus Sentinel Nutzlastdaten-Bodensegments (PDGS) geworden. Das Sentinel-1 Processing and Archiving Center nahm im März 2015 den Routinebetrieb auf. Als Processing and Archiving Center (PAC) archivierte das DFD die von den Copernicus-Bodenstationen empfangenen Daten, veredelte sie systematisch zu Datenprodukten und stellte sie weltweit den Datennutzern zur Verfügung. Die notwendige Infrastruktur war seit Projektbeginn 2012 aufgebaut worden und umfasste eine 2x 10-Gigabit-Verbindung zum Copernicus Wide Area Network. Täglich wurden bis zu zehn Terabyte an Daten bzw. 6.000 Datensätze archiviert.

Im Rahmen eines europäischen Netzwerks von sieben PACs war das DFD für die Prozessierung, Langzeitarchivierung und Verteilung der Sentinel-1-Radarbilder und der optischen Daten mittlerer Auflösung der Sentinel-3-Mission (OLCI-Sensor) verantwortlich.

Ab Februar 2020 hatte das PAC am EOC zusätzlich die Aufgaben einer Partnereinrichtung in Großbritannien (UK-PAC) übernommen, da die ESA dessen Betrieb im Zusammenhang mit dem Brexit nicht weiterführen konnte. Ab diesem Zeitpunkt schulterte das DLR-PAC erfolgreich die gesamte Last der Sentinel-1-Datenverarbeitung.

Mehr als 1,3 Millionen Datensätze mit einem Volumen von fast 3 Petabyte wurden in der Projektlaufzeit aus dem DLR-PAC Langzeitarchiv über das Datenportal Copernicus Open Access Hub abgerufen.

Im letzten Projektjahr wurde ein Teil der Daten (5 Millionen Produkte mit einem Datenvolumen von 3200 TB) aus dem DLR LTA zu den von der ESA beauftragten Nachfolgeprojekten übertragen.