Die Mission zum „Blauen Planeten“

Blick auf die Alpen
Eine der wichtigsten Aufgaben der Raumfahrt ist die Beobachtung der Erde. Rund um die Uhr untersuchen Satelliten den Gesundheitszustand unseres Planeten. Auf diesem Bild siehst du die Alpen, nördlich davon (oben) liegt Deutschland.
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NASA

Wenn ihr im Supermarkt Obst kaufen wollt – und bitte sagt jetzt nicht, dass ihr kein Obst kauft, weil ihr es nicht mögt! Denn ihr wisst ja: Es ist gesünder als die Schokoriegel und das andere süße Zeug … Also noch einmal: Wenn ihr Obst kaufen wollt, dürft ihr beispielsweise nicht einen Pfirsich nach dem anderen anfassen und rumprobieren, welcher reif und welcher faul ist. Das mögen nämlich die Verkäuferinnen und Verkäufer überhaupt nicht. Also bleibt euch nichts anderes übrig: Ihr müsst eure Wahl treffen, ohne die Früchte zu berühren. Was macht man da? Man guckt genau hin, welcher Pfirsich gut aussieht, und man schnuppert vielleicht auch mal an einem. Im Prinzip ist das nichts anderes als Fernerkundung: Man versucht, aus der Distanz Informationen zu gewinnen. Genau das machen Satelliten: Ihre „Augen“ und „Nasen“ sind dabei die Mess-Instrumente, mit denen sie Daten über den Zustand der Erde sammeln.

Die Erde im Blick
Satelliten liefern viele wichtige Informationen über unseren Planeten.
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Eumetsat

Fernerkundung – so nennt man die Beobachtung der Erde mithilfe von Satelliten. Dabei geht es um wichtige Fragen. Um sehr wichtige Fragen sogar. Eigentlich geht es um unsere Zukunft. Um den Gesundheitszustand unseres Planeten. Wie wird sich die Erwärmung unseres Klimas auswirken? Führen die Abgase aus Schornsteinen und Autos dazu, dass der Treibhauseffekt immer mehr zunimmt? Schmilzt dadurch das Eis an Nord- und Südpol? Steigt dann auch bei uns an der Küste der Meeresspiegel? Und was ist eigentlich mit dem Ozonloch passiert? Wächst es noch? Oder schließt es sich allmählich wieder?

T-Shirt oder Pulli – oder Wirbelsturm?

Manche meinen jetzt vielleicht, dass das alles ja erst in vielen Jahren oder Jahrzehnten wichtig würde. Stimmt aber nicht – denn wir müssen natürlich heute schon wissen, was in Zukunft passieren könnte, um das Schlimmste zu verhindern. Außerdem spüren wir ja schon heute die Auswirkungen des Klimawandels.

EarthCARE
Der Satellit EarthCARE wurde 2024 gestartet. Er soll die Vorgänge in der Atmosphäre untersuchen.
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ESA / ATG medialab

Hier also einige dieser Fragen, die mit Satelliten untersucht werden: Wettersatelliten informieren uns darüber, ob wir am nächsten Tag ins Freibad gehen können oder ob es regnen wird. Nebenbei bemerkt: Dabei geht es nicht nur ums Freibad und um die Frage, ob T-Shirt oder Pulli angesagt sind. Es geht bei der Wettervorhersage manchmal auch darum, Menschenleben zu retten. So zeigen Satellitenbilder einen gefährlichen Wirbelsturm über dem Meer, lange bevor er die Küste erreicht. Dadurch kann die Bevölkerung rechtzeitig gewarnt und in Sicherheit gebracht werden.

Temperaturen der Meeresoberfläche
Diese Karte zeigt die Temperaturen der Meeresoberfläche. Die Daten lieferte ein Satellit.
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ESA

Andere Satelliten erkennen Waldbrände, sodass die Feuerwehr weiß, wo sie löschen muss. Oder die Hilfskräfte sehen auf Satellitenbildern, welche Städte und Dörfer bei einem Erdbeben zerstört wurden und dringend Hilfe benötigen.

Satelliten können also ganz viele unterschiedliche Informationen liefern. Je nachdem, was sie untersuchen sollen, haben sie verschiedene Instrumente an Bord: Manche liefern einfach nur Fotos der Erdoberfläche. Andere messen die Zusammensetzung der Atmosphäre oder die Temperatur der Meere.

Wieder andere schicken Radarsignale aus, mit denen sie sogar durch Wolken hindurch „sehen“ können. Das ist zum Beispiel immer dann wichtig, wenn man bei schlechtem Wetter dringend Informationen benötigt: etwa bei Überflutungen.

Satelliten und die „Apfel-Erde“

Inzwischen umkreisen einige tausend Satelliten die Erde. Viele davon haben ganz andere Aufgaben als die Erdbeobachtung: Sie übertragen zum Beispiel TV-Signale – ihr kennt das ja von den vielen Antennenschüsseln, die auf Dächern montiert sind und die diese Signale empfangen – oder sie dienen der Navigation.

Satelliten fliegen auf ganz verschiedenen Bahnen um unseren Planeten herum. Manche nur 500 oder 600 Kilometer über der Oberfläche, sodass sie viele Einzelheiten erkennen. Für eine Umkreisung der Erde benötigen sie dabei nur rund 90 Minuten. Übrigens: In dieser Zeit dreht sich die Erde natürlich weiter – denn sie rotiert ja bekanntlich um ihre eigene Achse. Das aber bedeutet: Wenn der Satellit mit der nächsten Umkreisung beginnt, überfliegt er nicht wieder dieselben Gebiete, sondern einen anderen Streifen der Erde – und nach und nach gerät so der ganze Planet in das Blickfeld des Satelliten.

Die Umlaufbahn von Satelliten
Diese Animation zeigt, wie Satelliten die Erde umkreisen.

Andere Satelliten umkreisen die Erde in 36.000 Kilometer Höhe. Dort draußen brauchen sie genau 24 Stunden für einen Umlauf. Und weil die Erde ebenfalls 24 Stunden braucht, um sich einmal um sich selbst zu drehen, heißt das: Diese Satelliten drehen sich genau mit der Erde mit – exakt im richtigen Tempo. Dadurch „stehen“ sie gewissermaßen immer über demselben Punkt der Erdoberfläche. Da wir ja vorhin schon von Obst gesprochen hatten, hier ein weiterer „fruchtiger“ Vergleich: Das wäre so, als ob ihr eine Nadel in einen Apfel stechen würdet – wobei der Apfel die Erde darstellen soll und der Kopf der Nadel der Satellit wäre. Wenn ihr jetzt die „Apfel-Erde“ dreht, dreht sich der Satellit mit.

Das ist wichtig, wenn man immer die identische Region im Bild haben will – wie etwa bei einem europäischen Wettersatelliten, der natürlich nicht plötzlich das Wetter von Australien zeigen darf. Nur der Vollständigkeit halber: Solche Satelliten, die in 36.000 Kilometer Höhe über der Erde „stehen“, nennt man geostationäre Satelliten.

Also: Viele Satelliten sind so etwas wie fliegende Beobachtungsstationen mit Blick auf die Erde. Und durch ihre Position im All haben sie dabei einen besonders guten Überblick. Von oben sieht man eben oft mehr …