Biomass-Satellit liefert erste Bilder

Am 23. Juni hat die Europäische Weltraumorganisation ESA auf dem Living Planet Symposium die ersten Bilder ihrer bahnbrechenden Biomass-Satellitenmission vorgestellt. Dies ist ein großer Schritt nach vorn, wenn es darum geht, zu verstehen, wie sich die Wälder der Erde verändern und wie genau sie zum globalen Kohlenstoffkreislauf beitragen. Doch diese ersten Einblicke gehen über die Wälder hinaus. Bemerkenswerterweise zeigt der Satellit bereits jetzt das Potenzial, neue Erkenntnisse über einige der extremsten Umgebungen der Erde zu gewinnen.

Bild: ESA

Biomass - eine Earth Explorer-Forschungsmission, die im Rahmen des FutureEO-Programms der ESA entwickelt wurde - wurde vor weniger als zwei Monaten gestartet. Diese neue Mission befindet sich daher noch in der Phase der Auftragsvergabe, aber ihre ersten Bilder sind dennoch beeindruckend.

Michael Fehringer, Projektleiter für Biomasse bei der ESA, kommentierte: „Wie üblich befinden wir uns noch in der Phase der Inbetriebnahme und der Feinabstimmung des Satelliten, um sicherzustellen, dass er Daten von höchster Qualität liefert, damit die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler genau bestimmen können, wie viel Kohlenstoff in den Wäldern der Welt gespeichert ist.“

„Biomass ist mit neuartiger Weltraumtechnologie ausgestattet, so dass wir seine Leistung in der Umlaufbahn genau überwacht haben. Wir freuen uns sehr, berichten zu können, dass alles reibungslos funktioniert und die ersten Bilder geradezu spektakulär sind - und sie sind nur ein kleiner Vorgeschmack auf das, was noch kommen wird.“

Biomass ist der erste Satellit mit einem P-Band-Radar mit synthetischer Apertur, dessen Signal in der Lage ist, die Baumkronen zu durchdringen und die holzige Biomasse - Stämme, Äste und Halme - zu messen. Diese Messungen dienen als Stellvertreter für die Kohlenstoffspeicherung, deren Bewertung das Hauptziel der Mission ist.

Während er sich in der Umlaufbahn einlebt, liefert die bahnbrechende Biomass-Mission der ESA bereits Daten. Der Satellit, seine Instrumente und Systeme werden noch kalibriert, so dass diese ersten Daten noch nicht zur Quantifizierung des Kohlenstoffs oder zur Unterstützung wissenschaftlicher Fortschritte herangezogen werden können, aber sie zeigen, dass Biomass auf gutem Wege ist, seine Ziele zu erreichen.

Die Direktorin für Erdbeobachtungsprogramme der ESA, Simonetta Cheli, sagte: „Wenn man sich diese ersten Bilder ansieht, wird deutlich, dass unser Earth Explorer Biomass-Satellit sein Versprechen einhalten wird.“

„Wir gehen davon aus, dass diese neue Mission einen bahnbrechenden Schritt zum besseren Verständnis der Wälder der Erde darstellt, indem sie modernste Radartechnologie mit wissenschaftlicher Exzellenz verbindet, die uns wichtige Erkenntnisse über die Kohlenstoffspeicherung, den Klimawandel und die Gesundheit der wertvollen Waldökosysteme unseres Planeten liefern wird.“

Eines der Bilder von Biomass zeigt einen Teil Boliviens. Bolivien hat eine beträchtliche Entwaldung erlebt und gehört weltweit zu den Ländern mit dem größten Verlust an Primärwald. Die Gründe dafür sind zwar vielschichtig, aber in erster Linie ist dies auf die Abholzung von Wäldern zur Ausweitung der Landwirtschaft zurückzuführen.

Das farbenfrohe Bild wurde mit Hilfe der verschiedenen Polarisationskanäle des Radargeräts erstellt, wobei jede Farbe unterschiedliche Merkmale der Landschaft erkennen lässt. So stehen grüne Farbtöne hauptsächlich für Regenwald, rote Farbtöne für bewaldete Überschwemmungsgebiete und Feuchtgebiete, blau-lila für Grasland und schwarze Flächen für Flüsse und Seen.

Im Amazonasbecken gibt es einige Flüsse, die ungehindert von Dämmen frei mäandrieren können, manche jedoch dramatischer als andere. Das Bild zeigt einen solchen Wanderer, den Beni-Fluss, der von den Anden durch das bolivianische Tiefland nach Nordosten in Richtung Brasilien fließt. 

Die Stärke der Biomass-Mission liegt nicht in der Identifizierung von Merkmalen anhand eines einzigen Bildes, sondern in der einzigartigen Probenahmetechnik und der Fähigkeit, mehrere Beobachtungen desselben Gebiets zu kombinieren, um die Waldhöhe und Biomasse zu ermitteln.

Ein weiteres Bild, ein zweigeteiltes Bild, ist dieselbe Aufnahme von Bolivien aus der Biomass-Mission, die jedoch unter einem Bild desselben Gebiets von Copernicus Sentinel-2 zu sehen ist.

Obwohl die Bilder visuell ähnlich aussehen, bietet das Biomass-Bild deutlich mehr Informationen zur Quantifizierung des Kohlenstoffbestands der Wälder. Dies ist vor allem dem langwelligen Radar zu verdanken, das das Kronendach durchdringen und die gesamte Waldstruktur charakterisieren kann. Im Gegensatz dazu erfasst das optische Sentinel-2-Bild nur den oberen Teil des Kronendachs.

Ein weiteres Bild ist die allererste Aufnahme, die Biomass zurückgegeben hat. Es bietet eine weitere beeindruckende Ansicht des Amazonas-Regenwaldes, diesmal jedoch über Nordbrasilien.

Im südlichen Teil des Bildes verraten rosa und rote Farbtöne das Vorhandensein von Feuchtgebieten, was die Fähigkeit von Biomass unterstreicht, dichte Vegetation zu durchdringen und Merkmale bis zum Waldboden zu erkennen. Die Dominanz von Rottönen entlang von Flüssen deutet auf bewaldete Überschwemmungsgebiete hin, während das nördliche Gebiet, das in sattem Grün dargestellt ist, eine zerklüftete Topografie und eine dichte, zusammenhängende Walddecke aufweist.

Ein nächstes Bild zeigt tropische Wälder auf Inseln in Indonesien. Es handelt sich um den Halmahera-Regenwald, der in gebirgigem Gelände liegt, das größtenteils vulkanischen Ursprungs ist. Mehrere Vulkane in diesem Gebiet sind nach wie vor aktiv, darunter der Mount Gamkonora, der auf diesem Bild in der Nähe der Nordküste zu sehen ist.

Dieses Bild zeigt deutlich, dass das Biomasse-P-Band-Radar nicht nur Einblicke in den Regenwald gewährt, sondern auch topografische Merkmale erkennen lässt, da seine lange Wellenlänge bis zum Waldboden vordringen kann.

Eine fünfte Aufnahme zeigt Gabun in Afrika. Der Ivindo-Fluss, der für die Gesundheit des Regenwaldes lebenswichtig ist, ist in diesem eindrucksvollen Bild deutlich zu sehen. Abgesehen von dem Fluss und den Nebenflüssen ist das Bild überwiegend grün und zeigt dichten Wald. Die Sichtbarkeit verschiedener topografischer Merkmale in diesem Bild unterstreicht die Fähigkeit des Radars, durch das Blätterdach des Waldes hindurch auf das darunter liegende Terrain zu blicken.

Die Biomasse bietet auch die Möglichkeit, andere Aspekte unseres Planeten zu erforschen, wie die beiden letzten Bilder unten zeigen: Das Radar soll in der Lage sein, trockenen Sand bis zu fünf Meter tief zu durchdringen. Die Daten können daher zur Kartierung und Untersuchung von unterirdischen geologischen Merkmalen in Wüsten verwendet werden, zum Beispiel von Überresten alter Flussbetten und Seen. Dies wird dazu beitragen, das vergangene Klima zu verstehen und fossile Wasservorkommen in Wüstenregionen aufzuspüren.

Dass dies tatsächlich möglich ist, zeigt ein sechstes Bild, das die erstaunliche Struktur eines Teils der Wüste Sahara im Tschad zeigt. Dieses Bild zeigt einen Teil des Tibesti-Gebirges, einer Gebirgskette in der zentralen Sahara, die sich hauptsächlich im äußersten Norden des Tschad befindet.

Ein letztes Bild zeigt einen Teil des riesigen antarktischen Transantarktischen Gebirges mit einem der großen Eisströme, dem Nimrod-Gletscher, der in das Ross-Schelfeis fließt. Die lange Wellenlänge des Biomass-Radars ermöglicht ein tieferes Eindringen in das Eis und damit die Gewinnung wertvoller Informationen über die Eisgeschwindigkeit und die innere Struktur des Eises - Fähigkeiten, die Radargeräte mit kürzerer Wellenlänge nicht effektiv erreichen können. Und dieses Bild zeigt, dass dies eine Möglichkeit sein könnte.

Quelle (Englisch): https://www.esa.int/Applications/Observing_the_Earth/FutureEO/Biomass/Biomass_satellite_returns_striking_first_images_of_forests_and_more