Home  |  Nachrichten  | Frag astronews.com  | Bild des Tages  |  Kalender  | Glossar  |  Links  | Forum  | Über uns    
astronews.com  
Nachrichten

astronews.com
astronews.com

Der deutschsprachige Onlinedienst für Astronomie, Astrophysik und Raumfahrt

Home  : Nachrichten : Raumfahrt : Artikel [ Druckansicht ]

 
TANDEM-X
Präzise 3D-Karte der Erde
Redaktion / Pressemitteilung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt
astronews.com
21. Mai 2014

Seit 2010 kreisen zwei deutsche Radarsatelliten in Formation um die Erde, um auf diese Weise die Oberfläche unseres Heimatplaneten äußerst präzise zu vermessen. Mithilfe der Daten soll ein neues Höhenmodell für ganz unterschiedliche Anwendungen erstellt werden. Jetzt hat das DLR die ersten Beispiele veröffentlicht.

Höhenmodelle

Höhenmodelle der Vulkane auf der russischen Kamtschatka-Halbinsel. Bild: DLR [Großansicht]

Das ehrgeizige Projekt nahm am 21. Juni 2010 seinen Anfang - damals startete der Radarsatellit TanDEM-X ins All, um zu seinem Zwillingssatelliten TerraSAR-X aufzuschließen. Seitdem kreisen die beiden deutschen Satelliten in einem ausgeklügelten Formationsflug um die Erde und vermessen deren Oberfläche. Jetzt stellt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) die ersten Höhenmodelle der neuen globalen Topographie für die wissenschaftliche Nutzung zur Verfügung.

Australische Schluchten im Nationalpark Flinders Ranges, kanadische Inselwelten oder auch die zerklüftete Vulkanlandschaft der russischen Kamtschatka-Halbinsel werden dabei 30-mal genauer dargestellt als bisher. Mehr als 800 Wissenschaftler aus 31 Ländern haben sich bereits angemeldet, um mit diesen hochgenauen Höhenmodellen zu arbeiten. Das vollständige und einheitliche Geländemodell soll Ende 2015 zur Verfügung stehen.

800 Millionen Kilometer hat TanDEM-X mittlerweile in 514 Kilometern Höhe zurückgelegt und dabei mit TerraSAR-X mehr als zweimal die gesamte Landmasse der Erde abgetastet. Dabei fliegen die Satelliten in einer Helix umeinander und blicken zum Teil aus einem Abstand von nur 120 Metern zueinander auf die Erde. Schon alleine mit diesem ersten Formationsflug zweier Satelliten im Weltall hat die Mission erfolgreich Neuland betreten.

Werbung

Um die Höhen und Tiefen der 150 Millionen Quadratkilometer Erdoberfläche exakt berechnen zu können, müssen die Wissenschaftler den Abstand der beiden Satelliten bis auf einige Millimeter genau bestimmen. Und auch die Uhren an Bord der Satelliten, die genau messen, wie lange die Radarstrahlen für ihren Weg zur Erde und zurück benötigen, sind bis auf eine Billionstel Sekunde synchronisiert. "Aufgrund der deutlich verbesserten Genauigkeit bin ich überzeugt, dass das Höhenmodell von TanDEM-X eine neue Referenz für eine Vielzahl von Anwendungen wird", erläutert Prof. Alberto Moreira, Direktor am DLR-Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme und wissenschaftlicher Leiter der Mission.

Die ersten berechneten Höhenmodelle von TanDEM-X decken die sogenannten einfacheren Gebiete ab - Landschaften, für die Daten von nur zwei Überflügen ausreichen, um finale Höhenmodelle berechnen zu können. Dazu gehören große Flächen in Australien, Nord- und Südamerika, Russland und Afrika. Dann gibt es "die schwierigen, anspruchsvollen Gebiete mit steilen Bergen wie den Alpen oder dem Himalaya zum Beispiel oder halt die Kamtschatka-Halbinsel mit ihrer zerklüfteten Vulkanlandschaft", so Moreira.

Für diese Aufnahmen veränderten die DLR-Experten des Projekt-Teams im Sommer 2013 die Flugbahnen der beiden Satelliten und ließen sie von da an im Uhrzeigersinn umeinander kreisen. Damit änderte sich auch die Blickrichtung der Satelliten auf die Erde. Mit dritten und vierten Überflügen werden nun die letzten notwendigen Daten für das neue globale Höhenmodell gesammelt.

Noch während die Satelliten mit ihren Radarstrahlen die Erde kontinuierlich abtasten, entstanden in einem weitgehend automatisierten Prozess die ersten kleinen digitalen Höhenmodelle (DEM; Digital Elevation Model) von 30 mal 50 Kilometer großen Gebieten. Schon diese vorläufigen mehr als 350.000 DEM-Datensätze stellen die Erde mit bis zu zwei Metern Genauigkeit dar. Seit Ende 2013 werden diese Modelle in einem finalen Verarbeitungsschritt zu größeren Mosaiken zusammengefügt.

Mittlerweile sind nicht nur 2.500 Terabyte Daten zusammengekommen, sondern auch schon mehr als ein Fünftel der globalen Landfläche zu finalen Modellen verarbeitet. "So entsteht nach und nach die neue Topographie der Erde", freut sich Moreira. Radartechnologie bietet dabei einen ganz entscheidenden Vorteil: Die Satelliten können die Erde mit ihren Sendepulsen weitgehend unabhängig von Wetterverhältnissen und rund um die Uhr bei jeder Tages- oder Nachtzeit abtasten.

Die entstandenen Satellitenaufnahmen lassen sich vielfältig nutzen: Mit den Aufnahmen können beispielsweise hydrologische Abflussmodelle simuliert und Karten von potenziellen Überschwemmungsgebieten erstellt werden, Veränderungen nach Vulkanausbrüchen und Erdbeben bilden sich ebenso ab wie das Abschmelzen von Gletschern und Polkappen. Auch bei Katastrophenfällen sind die Radaraufnahmen für die Helfer vor Ort wichtig, um beispielsweise überflutete Gebiete oder zerstörte Verkehrswege und Gebäude aus Satellitenbildern analysieren und berücksichtigen zu können.

Sind die Aufnahmen für das globale Höhenmodell abgeschlossen, soll TanDEM-X dafür genutzt werden, neue Techniken wie die Erfassung von Meeresströmungen oder Vegetationsstrukturen zu demonstrieren. Insgesamt arbeiten bei der Mission vier Einrichtungen des DLR zusammen: Das Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme leitet und plant die Mission, das Institut für Methodik der Fernerkundung hat die vollautomatische Prozessierung der Daten entwickelt, das Deutsche Fernerkundungsdatenzentrum (DFD) ist für Empfang, die Verarbeitung und Archivierung der Massendaten sowie für die Mosaikierung der Höhenmodelle zuständig, die Satelliten werden vom Deutschen Raumfahrtkontrollzentrum (GSOC; German Space Operations Center) gesteuert und überwacht.

Die finalen Höhenmodelle werden als sogenannte Kacheln mit einer Ausdehnung von etwa 100 mal 100 Kilometern bzw. ein Grad in geografischer Länge und Breite erzeugt und ausgeliefert. Als erste Beispiele stehen jetzt zwei solcher Kacheln - die Flinders Ranges in Australien und der Badlands National Park in den USA - auf dem TanDEM-X-Science-Server zur Verfügung.

Eine weitere zukünftige Radarmission untersuchen die Wissenschaftler derzeit auf ihre Machbarkeit: Mit digitalen Antennen und großen entfaltbaren Reflektoren sollen zwei Satelliten für die Tandem-L-Mission um die Erde kreisen und die gesamte Landmasse zweimal pro Woche aufnehmen 100 mal schneller, als dies zurzeit die beiden Satelliten TerraSAR-X und TanDEM-X können. "Mit dieser Mission, die 2020 starten könnte, würden wir die dynamischen Prozesse der Erde wesentlich schneller erfassen und so einen essentiellen Beitrag zur Umwelt- und Klimaforschung leisten", blickt Moreira in die Zukunft. "Die Daten dieser Radarmission werden uns im Verständnis unseres Planeten und seiner dynamischen Prozesse ein großes Stück voranbringen."

Forum
Präzise 3D-Karte der Erde. Diskutieren Sie mit anderen Lesern im astronews.com Forum.
siehe auch
Erdbeobachtung: Geschwindigkeitsmessung eines Gletschers - 3. Februar 2014
TerraSAR-X: Radarsatellit mit erweiterten Fähigkeiten - 30. August 2013
TerraSAR-X: Deutscher Radarsatellit fünf Jahre im All - 15. Juni 2012
TanDEM-X & TerraSAR-X: Einheitliches Höhenmodell der Erde in 3D - 16. Januar 2012
TanDEM-X: Erste 3D-Bilder aus engem Formationsflug - 19. Oktober 2010
TanDEM-X: Satelliten-Duo beginnt engen Formationsflug - 15. Oktober 2010
TanDEM-X: Satellit liefert erste 3D-Bilder - 22. Juli 2010
TanDEM-X: Erste Bilder in Rekordzeit - 28. Juni 2010
TanDEM-X: Zweiter deutscher Radarsatellit im All - 21. Juni 2010
TanDEM-X: Zweiter deutscher Radarsatellit einsatzbereit - 29. April 2010
TanDEM-X: Zweiter deutscher Radarsatellit fertiggestellt - 9. Juni 2009
TerraSAR-X: Deutscher Radarsatellit im Regelbetrieb - 14. Januar 2008
TerraSAR-X: Eindrucksvoller Blick auf die Welt - 13. August 2007
TerraSAR-X: Radarsatellit liefert erste Bilder - 21. Juni 2007
TerraSAR-X: Deutscher Radarsatellit erfolgreich gestartet - 15. Juni 2007
TerraSAR-X: Radarsatellit soll jetzt Mitte Juni starten - 6. Juni 2007
TerraSAR-X: Deutscher Radarsatellit vor dem Start - 1. März 2007
TanDEM-X: Radarsatellit soll Gesellschaft bekommen - 18. September 2006
TerraSAR-X: Deutscher Radarsatellit soll im Herbst starten - 21. März 2006
TERRASAR: Deutscher Erderkundungs-Satellit beschlossen - 11. April 2002
Links im WWW
TanDEM-X Science Server
DLR
In sozialen Netzwerken empfehlen
 
 
Werbung
Werbung
astronews.com 
Nachrichten Forschung | Raumfahrt | Sonnensystem | Teleskope | Amateurastronomie
Übersicht | Alle Schlagzeilen des Monats | Missionen | Archiv
Weitere Angebote Frag astronews.com | Forum | Bild des Tages | Newsletter
Kalender Sternenhimmel | Startrampe | Fernsehsendungen | Veranstaltungen
Nachschlagen AstroGlossar | AstroLinks
Info RSS-Feeds | Soziale Netzwerke | astronews.com ist mir was wert | Werbung | Kontakt | Suche
Impressum | Nutzungsbedingungen | Datenschutzerklärung
     ^ Copyright Stefan Deiters und/oder Lieferanten 1999-2017. Alle Rechte vorbehalten.  W3C

© astronews.com / Stefan Deiters und/oder Lieferanten 1999 - 2017
Alle Rechte vorbehalten. Vervielfältigung nur mit Genehmigung.


URL dieser Seite: http://www.astronews.com/news/artikel/2014/05