Biomass

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Biomass
Typ:  Erdbeobachtungssatellit
Betreiber:  Europäische WeltraumorganisationESA ESA
Missionsdaten
Masse:  1170 kg[1]
Größe:  10 × 12 × 20 m[2]
Start:  2022Vorlage:Zukunft/In 3 Jahren (geplant)[3]
Startplatz:  CSG, ELV[4]
Trägerrakete:  Vega C[4]
Flugdauer:  5 Jahre (geplant)
Status:  in Entwicklung
Bahndaten
Apogäum 672 km (SSO)[5]
Perigäum 635 km (SSO)[5]

Biomass ist ein geplanter Erdbeobachtungssatellit der Europäischen Weltraumorganisation (ESA). Er soll ab 2022Vorlage:Zukunft/In 3 Jahren mittels Radar die Biomasse der gesamten Wälder der Erde vermessen und deren Veränderung beobachten. Ziel ist es, die Kohlenstoff-Speicherkapazität der Wälder im Zeitverlauf zu ermitteln. Dies soll unter anderem Rückschlüsse auf den Zusammenhang zwischen weltweitem Kohlenstoffzyklus und Klimawandel ermöglichen.[5][2]

Die Mission ist für mindestens fünf Jahre ausgelegt. Es handelt sich um den siebten Satelliten des Earth-Explorer-Programms der ESA. Alle diese Satelliten dienen auch zur Erprobung neuer Technologien.

Missionsziele[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die ESA nennt im Einzelnen folgende Missionsziele:[2]

  • Besseres Verständnis und Quantifizierung der Beitrags der Landflächen zum weltweiten Kohlenstoffzyklus
  • Quantifizierung des Kohlenstoffflusses aufgrund von Veränderungen der Landnutzung
  • wesentlich bessere Modellierung des landgebundenen Kohlenstoffzyklus
  • gerasterte, „hochauflösende“ Abschätzung (200-Meter-Raster[5]) der globalen oberirdischen Biomasse
  • Überwachung und Quantifizierung von Waldstörungen und Erholung der Wälder
  • Überwachung und Quantifizierung von Feuchtgebieten und Waldüberschwemmungen
  • Kartographierung der Strukturen unterhalb der Erdoberfläche in den Polargebieten
  • Kartographierung der Geomorphologie unterhalb der Erdoberfläche in ariden Zonen

Planung und Verlauf[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Im Rahmen des Earth-Explorer-Programms wurden bis 2006 insgesamt 24 Satellitenmissionen vorgeschlagen, darunter auch Biomass.[6] Von 2009 bis 2012 wurde die Machbarkeit von Biomass und zwei weiteren Satelliten untersucht. 2013 entschied sich die ESA für Biomass als siebte Mission innerhalb der Earth-Explorer-Reihe. Zwei Jahre darauf wurde das Projekt von den ESA-Mitgliedsstaaten genehmigt, mit einem geplanten Startzeitpunkt im Jahr 2020.[5]

2016 erhielt der britische Zweig von Airbus Defence and Space einen Auftrag im Volumen von 229 Mio. € zum Bau des Satelliten. Der Start war nun für 2021 geplant,[5] verschob sich jedoch weiter auf frühestens 2022.[3] Als Trägerrakete soll die neue Vega C zum Einsatz kommen.[4]

Im ersten Jahr nach dem Start soll Biomass die Waldflächen horizontal vermessen, wobei die Erde in einem sonnenychronen Orbit streifenweise überflogen wird. Ab den zweiten Jahr sollen dieselben Streifen wiederholt in etwas abweichenden Höhen überflogen werden, was mittels interferometrischer Berechnungen eine Vermessung der vertikalen Dichte der Wälder ermöglicht.[5]

Satellitentechnik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Kernstück des Satelliten ist ein Synthetic Aperture Radar. Es arbeitet im P-Frequenzband (bei 435 ± 3 MHz) und erreicht eine Auflösung von 0,25 Hektar. Das P-Band zeichnet sich durch eine besonders hohe Empfindlichkeit für die Hauptbestandteile der Wald-Biomasse aus, d. h. für Baumstämme und -äste. Um diesen Radar-Frequenzbereich (erstmals) vom Weltraum aus nutzen zu können, soll eine neue Verstärkertechnik zum Einsatz kommen; herkömmliche Röhrenverstärker wären zu groß und zu schwer. Die ESA ließ hierfür neuartige Transistoren aus Galliumnitrid-Halbleitern entwickeln. Sie sind temperaturbeständiger als herkömmliche Bauteile und sollen im benötigten Frequenzbereich eine zehnmal höhere Ausgangsleistung aufweisen. Die Transistoren sind jeweils für eine Leistung von 15 oder 80 Watt ausgelegt; insgesamt wird ein dreiteiliger Verstärker mit 3 × 120 Watt Spitzenleistung gebaut.[5]

Bei der Radarantenne fiel die Wahl auf ein Serienprodukt des US-Kommunikations- und Militärtechnikhersteller Harris Corporation. Sie ist zusammenfaltbar, sodass sie trotz eines Durchmessers von 12 Metern in den Nutzlastraum der Vega-Rakete passt.[5]

Das Messinstrument soll eine Masse von etwa 200 kg haben, zuzüglich 75 kg für die Antenne. Es soll maximal 463 Watt Leistung aufnehmen und eine Rohdatenrate (vor Komprimierung) von 115 Mbit/s liefern.[5]

Bodenstationen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Biomass-Daten sollen von der ESA-Bodenstation Kiruna in Schweden empfangen und im Europäischen Weltraumforschungsinstitut in Italien weiterverarbeitet werden. Die Missionskontrolle wird beim Europäischen Raumflugkontrollzentrum (ESOC) in Darmstadt liegen.[1]

Ähnliche Missionen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Interferometrische Radar-Messdaten, die zur Abschätzung der Biomasse genutzt wurden, existieren bisher nur aus Messungen im höherfrequenten L-Band. Sie stammen vom japanischen Advanced Land Observing Satellite (ALOS, 2006–2011) und dessen Nachfolger ALOS 2 (seit 2014).[5]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b Future missions – Biomass. ESA, abgerufen am 7. Dezember 2018 (Masse inklusive 67 kg Treibstoff).
  2. a b c Biomass. In: ESA – Earth Online. Abgerufen am 7. Dezember 2018.
  3. a b Key components of tree-counting Biomass radar cleared for space. ESA, 16. Oktober 2018, abgerufen am 7. Dezember 2018.
  4. a b c Gunter Dirk Krebs: Biomass (Earth Explorer 7). In: Gunter's Space Page. 11. Dezember 2017, abgerufen am 7. Dezember 2018.
  5. a b c d e f g h i j k Biomass (Biomass monitoring mission for Carbon Assessment). In: eoPortal. ESA, abgerufen am 7. Dezember 2018.
  6. Biomass monitoring mission for Carbon Assessment (BIOMASS). Centre d'Etudes Spatiales de la Biosphére, abgerufen am 7. Dezember 2018.