Das fliegende „Radar-Auge“

Der deutsche Radarsatellit TerraSAR-X umrundet die Erde in einer Höhe von 514 Kilometern. Bild: Astrium GmbH
Der deutsche Radarsatellit TerraSAR-X umrundet die Erde in einer Höhe von 514 Kilometern. Bild: Astrium GmbH

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Wolken bedecken die Landschaft. Es regnet seit Tagen. Jetzt treten die Flüsse über die Ufer. Gerade im Fall einer solchen Überschwemmungskatastrophe sind die Informationen, die Satelliten liefern können, besonders wichtig. Um Soforthilfe zu leisten und den Einsatzkräften einen schnellen Überblick über die Notlage zu verschaffen. Aber auch vorbeugend für die Zukunft: Denn die Satellitenbilder zeigen auch, wo künftig Deiche und Dämme gebaut werden müssen, um die nächste Flut zu verhindern.

Wochenlange Regenfälle führten Anfang November 2007 in Mexiko zu verheerenden Überschwemmungen. Das DLR unterstützte die mexikanische Zivilschutzbehörde mit Satellitenbildern und Karten. Hier sieht man eines der Bilder: Blau eingefärbt erkennt man die überfluteten Gebiete. Bild: DLR
Wochenlange Regenfälle führten Anfang November 2007 in Mexiko zu verheerenden Überschwemmungen. Das DLR unterstützte die mexikanische Zivilschutzbehörde mit Satellitenbildern und Karten. Hier sieht man eines der Bilder: Blau eingefärbt erkennt man die überfluteten Gebiete. Bild: DLR

Doch wie können Satelliten ein Gebiet beobachten, das – wie bei Überflutungen ja fast immer – von Regenwolken bedeckt ist? Die Antwort lautet: mit „Radar-Augen“. Denn Radarsignale dringen auch durch Bewölkung hindurch. Sie werden vom Satelliten in Richtung Erde „gefunkt“ und anschließend empfängt der Satellit das Echo. Ob dabei die Sonne scheint oder nicht, ob es Tag oder Nacht ist – das alles spielt keine Rolle.

Viele verschiedene Anwendungen

Der deutsche Satellit TerraSAR-X ist ein solcher Radarsatellit. Seine Daten werden zu vielen ganz verschiedenen Zwecken genutzt. Auch um Menschenleben zu retten! Etwa im November 2007, als in Mexiko verheerende Überschwemmungen ganze Landstriche unter Wasser setzten und eine Million Menschen obdachlos wurden. Da nutzen die Zivilschutzbehörden die Radarbilder des DLR, um schnell zu erfahren, welche Dörfer und Städte besonders betroffen waren und Hilfe benötigten. Zur selben Zeit brach auf der anderen Seite der Erde im Schwarzen Meer ein russischer Tanker auf hoher See auseinander. TerraSAR-X schlug Alarm und seine Bilder zeigten den Ölteppich, der aus dem Wrack ausgetreten war. Über diese Beispiele hinaus ist die Liste der Anwendungen lang: Klimaforschung, Landwirtschaft, Städteplanung und vieles mehr …

Kleiner „Trick“, große Wirkung …

Am 11. November 2007 brach ein russischer Tanker im Schwarzen Meer auseinander. Die TerraSAR-X-Aufnahme zeigt den Ölteppich – hier als dunkle Fläche auf dem Wasser zu erkennen – an der sogenannten Straße von Kertsch. Bild: DLR
Am 11. November 2007 brach ein russischer Tanker im Schwarzen Meer auseinander. Die TerraSAR-X-Aufnahme zeigt den Ölteppich – hier als dunkle Fläche auf dem Wasser zu erkennen – an der sogenannten Straße von Kertsch. Bild: DLR

Eine Besonderheit des fliegenden „Radar-Auges“: TerraSAR-X kann sogar Einzelheiten erkennen, die er eigentlich gar nicht erkennen könnte. Klingt wie ein Rätsel, ist aber ein raffinierter technischer „Trick“.

Dahinter steckt Folgendes: Um kleinere Objekte am Boden scharf abbilden zu können, würde TerraSAR-X eigentlich eine Empfangsantenne benötigen, die etwa 15 Kilometer lang sein müsste. Doch Satelliten können natürlich keine so langen Antennen haben – bei TerraSAR-X misst sie gerade einmal fünf Meter. Und genau hier kommt der „Trick“ ins Spiel: Man nutzt dabei die Tatsache, dass sich die Antenne ja mit dem Satelliten zusammen entlang der Flugbahn bewegt und so innerhalb von ein paar Sekunden tatsächlich viele Kilometer zurücklegt. In dieser Zeitspanne sendet der Satellit in regelmäßigen Abständen seine Signale aus. Doch statt einer riesigen Antenne ist es dann eben immer die relativ kurze Antenne des Satelliten, die die Echos an den verschiedenen Punkten der Flugbahn wieder „einfängt“. Per Computer werden die Daten dann so verarbeitet, als ob die Antenne wirklich 15 Kilometer lang wäre. So entsteht gewissermaßen eine „synthetische“ Antenne. Verrückt: Es gibt sie zwar nicht, aber sie funktioniert!

Diese Animation zeigt, wie TerraSAR-X mit seinem Schwestersatelliten TanDEM-X im Formationsflug die Erde umkreist.<BR>Quelle: Astrium GmbH
Diese Animation zeigt, wie TerraSAR-X mit seinem Schwestersatelliten TanDEM-X im Formationsflug die Erde umkreist.
Quelle: Astrium GmbH

Im Jahr 2010 hat TerraSAR-X Gesellschaft bekommen: nämlich einen zweiten Radarsatelliten, der mit ihm zusammen als Tandem um die Erde fliegt. Das wird nun noch mehr Möglichkeiten für Forschung und Anwendung erlauben. Zum Beispiel will man so die gesamte Erdoberfläche neu vermessen – genauer als jemals zuvor.