Deutscher Radarsatellit TerraSAR-X seit zwei Jahren erfolgreich im Einsatz

Heute, vor zwei Jahren (15. Juni 2007) ist der deutsche Radarsatellit TerraSAR-X gestartet und hat seitdem eine einzigartige Erfolgsbilanz vorzuweisen. Aufgrund der Radartechnologie kann er – im Gegensatz zu optischen Systemen - auch bei Bewölkung und nachts Aufnahmen erzeugen und ist somit rund um die Uhr im Einsatz. TerraSAR-X ist Deutschlands erster Radarsatellit und zugleich der erste nationale Fernerkundungssatellit, der in öffentlich-privater Partnerschaft (Public Private Partnership – PPP) zwischen dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Astrium GmbH aus Friedrichhafen realisiert wurde. Das DLR ist dabei verantwortlich für die Planung und Durchführung der Mission, für die Steuerung des Satelliten und des Radarinstrumentes sowie für die wissenschaftliche Nutzung der TerraSAR-X Daten.


© EADS Astrium Bereits kurz nach dem Start vom russischen Weltraumbahnhof Baikonur konnte vom DLR das erste Bildprodukt in Rekordzeit von vier Tagen vorgelegt werden. Danach konnten die Inbetriebnahme des Satelliten sowie des Radar-Instrumentes planmäßig abgeschlossen werden, so dass TerraSAR-X Anfang 2008 den operationellen Betrieb aufnahm. Seitdem zeichnet sich die Mission durch einen reibungslosen Betriebs- und Produktionsablauf aus, insbesondere durch einzigartige Bildprodukte, die wissenschaftlich und kommerziell verwertet werden.


Im Oktober 2009 soll der fast baugleiche Radarsatellit TanDEM-X starten. Die beiden deutschen Satelliten sollen dann in einer engen Formation mit Abständen zwischen einigen Kilometern und 200 Metern fliegen, um Daten für ein globales, digitales Höhenmodell aller Landmassen der Erdoberfläche mit bislang unerreichter Genauigkeit aufzunehmen.

Seit dem Start des Satelliten TerraSAR-X wurden vom Missionskontrollzentrum des DLR etwa 35.000 Radaraufnahmen der Erdoberfläche erfolgreich geplant, kommandiert, ausgeführt und zu rund 50.000 hochwertigen Produkten für wissenschaftliche und kommerzielle Nutzer verarbeitet. Die vorliegenden Ergebnisse demonstrieren eindrucksvoll die hohe Qualität der Produkte des Satelliten TerraSAR-X, die in vielen Bereichen die Anforderungen sogar noch übertreffen. Besonders hervorzuheben ist die sehr gute Geolokalisierungs-Genauigkeit von besser als einem halben Meter. Diese erlaubt es, zwei Aufnahmen einer Szene, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten gemacht wurden, vollautomatisch pixelgenau zu überlagern. Weiterhin sind die hohe radiometrische Genauigkeit sowie die sehr gute Stabilität des Radarinstrumentes zu nennen.

TerraSAR-X Produkte können für eine Vielzahl von wissenschaftlichen und kommerziellen Anwendungen genutzt werden. Der Nutzungsschwerpunkt liegt dabei auf den Landanwendungen wie Land- und Forstwirtschaft, Landnutzung/Vegetation, die Beobachtung städtischer Gebiete und Kartografie. Aber auch die Eisforschung oder maritime Anwendungen profitieren von den Radardaten. Nachfolgend drei Beispiele für die Vielfalt der Anwendungen.

TerraSAR-X-Daten wurden mehrfach nach Naturkatastrophen von internationalen Behörden zur Unterstützung des Krisenmanagements vor Ort eingesetzt. Dazu gehören die Kartierung von Überflutungsgebieten sowie die Schadensabschätzung nach Erdbeben. Wochenlange Regenfälle führten z.B. Anfang November 2007 in den mexikanischen Bundesstaaten Tabasco und Chiapas zu verheerenden Überschwemmungen, durch die rund eine Million Menschen obdachlos wurden, darunter etwa die Hälfte der Gesamtbevölkerung Tabascos. Etwa 80 Prozent des Bundesstaates Tabasco, eine Gesamtfläche von rund 25.000 Quadratkilometern, standen zeitweise unter Wasser. Das DLR-Zentrum für Satellitengestützte Kriseninformation (ZKI) unterstützte die mexikanische Zivilschutzbehörde (CENAPRED) mit Satellitenbildkarten der Überschwemmungen. TerraSAR-X ist in der Lage - unabhängig von Wolkenbedeckung und Tageszeit - hochauflösende Aufnahmen mit bis zu einem Meter Auflösung zu liefern.

Wissenschaftler beobachten mit Hilfe des Satelliten TerraSAR-X den Verlust einer riesigen Eisbrücke am antarktischen Wilkins-Schelfeis. Die ersten Eisberge brachen dort am 20. April 2009 heraus. Die TerraSAR-X-Bilder zeigen die „gekalbten“ Eisberge. Die Abtrennung der Eisberge erfolgt an den Schädigungszonen, die sich in den vergangenen 15 Jahren schrittweise gebildet haben. Die hohe Auflösung der TerraSAR-X-Aufnahmen ermöglicht es, Verformungen im Wilkins-Schelfeis auch im Bereich von circa 100 Metern und darunter zu beobachten. Diese Informationen erlauben Glaziologen, die Deformation anhand von Modellen genauer zu beschreiben. Neu geformte Risse sind in der Anfangsphase sehr schmal und daher in Aufnahmen mit geringer Auflösung, wie sie Satelliten der älteren Generation liefern, nicht sichtbar. Um den zeitlichen Ablauf der Ereignisse zu rekonstruieren, benötigt man hoch aufgelöste Bilder, wie sie TerraSAR-X liefert.

Das DLR hat eine mehrmonatige Versuchsreihe zur Gewinnung von Verkehrsinformationen via Satellit begonnen. Mit TerraSAR-X werden ausgewählte Autobahnabschnitte in Deutschland, Österreich, der Schweiz sowie in Kalifornien beobachtet. Ziel ist die Entwicklung eines Verfahrens zur großflächigen Verkehrsdatenerfassung, die ohne Installationen am Boden auskommt und eine schnelle Weitergabe der Daten an Verkehrsinformationsdienste erlaubt. Gegenüber den bisherigen, meist stationären Messverfahren, können mit dem Satelliten hochaktuelle Informationen auch von Straßen ohne Messpunkte, wetterunabhängig und grenzüberschreitend gewonnen werden. Die Anwendung ist nicht auf das Erkennen von Staus beschränkt. So kann die mittlere Geschwindigkeit entlang von Autobahntrassen gemessen und daraus die augenblickliche Reisezeit zwischen Verkehrsknotenpunkten ermittelt werden. Mit Hilfe dieser Informationen, können Anbieter von Verkehrsdiensten den Autofahrern bessere Routenvorschläge machen, dank modernster Radartechnik auch bei Nebel, starken Niederschlägen und Dunkelheit. KFZ-Kennzeichen können mit dieser Technologie jedoch nicht erkannt werden.

Auch die beiden Zusatznutzlasten auf TerraSAR-X, das von der Firma TESAT gebaute Laser Communication Terminal (LCT) und das vom Geoforschungszentrum Potsdam beigestellte TOR-Experiment (Tracking, Occultation and Ranging) funktionieren einwandfrei. Das LCT ist ein von der DLR Raumfahrt-Agentur finanzierter Technologie-Demonstrator, der im Orbit zur Verifikation einer schnellen optischen Datenübertragung im Weltraum eingesetzt wird. Mit LCT konnte erstmals ein reproduzierbarer Datenaustausch zwischen den zwei niedrig fliegenden Satelliten TerraSAR-X und NFIRE mit einer Übertragungsrate von 5,5 Gigabit pro Sekunde erreicht werden.

Nach den Erfahrungen der ersten beiden Betriebsjahre kann die TerraSAR-X-Mission als einzigartige Erfolgsgeschichte gewertet werden, die auch bei der US-Weltraumbehörde NASA und anderen nationalen Raumfahrteinrichtungen sowie der Europäischen Weltraumorganisation ESA große Anerkennung und Wertschätzung hervorgerufen hat. Für die kommenden Betriebsjahre sind noch mehr spannende Ergebnisse zu erwarten, die wissenschaftlich und kommerziell weitere Höhepunkte setzen werden.

Der zweite, nahezu baugleiche deutsche Radarsatellit, TanDEM-X ((TerraSAR-X add-on for Digital Elevation Measurement), ist bereits fertiggestellt und wird zurzeit in München bei den Firmen Astrium und IABG ausgiebig getestet. Er soll im Oktober starten, und zwar vom russischen Weltraumbahnhof Baikonur aus. Die beiden Satelliten sollen dann im engen Formationsflug Daten für ein globales, digitales Höhenmodell aller Landmassen der Erdoberfläche mit bislang unerreichter Genauigkeit aufnehmen.

TerraSAR-X ist der erste deutsche Satellit, der im Rahmen einer so genannten Public Private Partnership (PPP) zwischen dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Astrium GmbH realisiert wurde.

Der Satellit umkreist die Erde auf einem polaren Orbit. Dabei nimmt er mit seiner aktiven Antenne neue und hochwertige X-Band-Radardaten von der gesamten Erde auf. TerraSAR-X arbeitet unabhängig von Wetterbedingungen, Wolkenbedeckung und Tageslicht und ist in der Lage, Radardaten mit einer Auflösung von bis zu einem Meter zu liefern.

DLR ist Verantwortlich für die wissenschaftliche Nutzung der TerraSAR-X Daten. Das DLR ist weiterhin verantwortlich für die Planung und Durchführung der Mission, ebenso wie für die Steuerung des Satelliten. Astrium hat den Satelliten gebaut und ist an den Kosten für die Entwicklung und Nutzung beteiligt. Die Infoterra GmbH, ein eigens zu diesem Zwecke gegründetes Tochterunternehmen von Astrium, ist verantwortlich für die kommerzielle Vermarktung der TerraSAR-X Daten.

TanDEM-X wird in öffentlich-privater Partnerschaft (Public-Private-Partnership PPP) zwischen dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Astrium GmbH realisiert.

Das primäre Ziel der TanDEM-X (TerraSAR-X add-on for Digital Elevation Measurement) Mission ist die Erstellung eines globalen digitalen Höhenmodells. Bei einem Abstand von nur wenigen hundert Metern werden hierzu die beiden Satelliten TanDEM-X und der nahezu baugleiche TerraSAR-X, der seit dem 15. Juni 2007 im All ist, das erste konfigurierbare SAR-Interferometer (SAR= Synthetic Aperture Radar) im Weltraum bilden. Ein leistungsfähiges Bodensegment, welches eng mit dem von TerraSAR-X verzahnt ist erlaubt die Steuerung dieser komplexen Mission und vervollständigt das TanDEM-X-System. Zur Abdeckung der gesamten Erdoberfläche wird ein dreijähriger Parallelbetrieb im Formationsflug durchgeführt.

DLR ist verantwortlich für die wissenschaftliche Nutzung der TanDEM-X Daten, die Planung und Durchführung der Mission, sowie die Steuerung der beiden Satelliten und die Erzeugung des digitalen Höhenmodells. Astrium hat den Satelliten gebaut und ist an den Kosten für die Entwicklung und Nutzung beteiligt. Wie bei TerraSAR-X ist die Infoterra GmbH, ein Tochterunternehmen von Astrium, verantwortlich für die kommerzielle Vermarktung der TanDEM-X Daten.

Das DLR ist das nationale Forschungszentrum der Bundesrepublik Deutschland für Luft- und Raumfahrt. Seine umfangreichen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in Luftfahrt, Raumfahrt, Verkehr und Energie sind in nationale und internationale Kooperationen eingebunden. Über die eigene Forschung hinaus ist das DLR als Raumfahrt-Agentur im Auftrag der Bundesregierung für die Planung und Umsetzung der deutschen Raumfahrtaktivitäten sowie für die internationale Interessenswahrnehmung zuständig. Das DLR fungiert als Dachorganisation für den national größten Projektträger.

In den dreizehn Standorten Köln (Sitz des Vorstandes), Berlin, Bonn, Braunschweig, Bremen, Göttingen, Hamburg, Lampoldshausen, Neustrelitz, Oberpfaffenhofen, Stuttgart, Trauen und Weilheim beschäftigt das DLR circa 6.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Das DLR unterhält Büros in Brüssel, Paris und Washington D.C.

Astrium, eine 100-prozentige Tochtergesellschaft der EADS, ist spezialisiert auf zivile und militärische Raumfahrtsysteme. Im Jahr 2008 erreichte Astrium einen Umsatz von 4,3 Milliarden € und beschäftigte rund 15.000 Mitarbeiter in Frankreich, Deutschland, Großbritannien, Spanien und den Niederlanden. Das Kerngeschäft gliedert sich in drei Bereiche: Astrium Space Transportation für Trägerraketen und Weltraum-Infrastrukturen, Astrium Satellites für Satelliten und Bodensegmente sowie Astrium Services für die Entwicklung und Lieferung satellitenbasierter Dienstleistungen.

EADS ist ein global führender Anbieter in der Luft- und Raumfahrt, im Verteidigungsgeschäft und den dazugehörigen Dienstleistungen. Im Jahr 2008 lag der Umsatz bei rund 43,3 Milliarden €, die Zahl der Mitarbeiter bei mehr als 118.000.

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