Die Mission zum „Blauen Planeten“

Die Erde im Blick. Satelliten liefern viele wichtige Informationen über unseren Planeten. Bild: DLR, Eumetsat
Die Erde im Blick. Satelliten liefern viele wichtige Informationen über unseren Planeten. Bild: DLR, Eumetsat

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Wenn ihr im Supermarkt Obst kaufen wollt – und bitte sagt jetzt nicht, dass ihr kein Obst kauft, weil ihr es nicht mögt! Denn ihr wisst ja: Es ist gesünder als die Schokoriegel und das andere süße Zeug … Also noch einmal: Wenn ihr Obst kaufen wollt, dürft ihr beispielsweise nicht einen Pfirsich nach dem anderen anfassen und rumprobieren, welcher reif und welcher faul ist. Das wiederum mögen nämlich die Verkäufer überhaupt nicht. Also bleibt euch nichts anderes übrig: Ihr müsst eure Wahl treffen, ohne die Früchte zu berühren. Was macht man da? Man guckt genau hin, welcher Pfirsich gut aussieht, und man schnuppert vielleicht auch mal an einem. Im Prinzip ist das nichts anderes als Fernerkundung: Man versucht, aus der Distanz Informationen zu gewinnen. Genau das machen Satelliten: Ihre „Augen“ und „Nasen“ sind dabei die Mess-Instrumente, mit denen sie Daten über den Zustand der Erde sammeln.

Ein Wirbelsturm nähert sich der amerikanischen Küste. Bild: NOAA
Ein Wirbelsturm nähert sich der amerikanischen Küste. Bild: NOAA

Fernerkundung – so nennt man die Beobachtung der Erde mit Hilfe von Satelliten. Dabei geht es um wichtige Fragen. Um sehr wichtige Fragen sogar. Eigentlich geht es um unsere Zukunft. Um den Gesundheitszustand unseres Planeten. Wie wird sich die Erwärmung unseres Klimas auswirken? Führen die Abgase, die aus Schornsteinen und Auspuffanlagen von Autos in die Atmosphäre gelangen, dazu, dass der Treibhauseffekt immer mehr zunimmt? Schmilzt dadurch das Eis an Nord- und Südpol? Steigt dann auch bei uns an der Küste der Meeresspiegel? Und was ist eigentlich mit dem Ozonloch passiert? Wächst es noch? Oder schließt es sich allmählich wieder?

T-Shirt oder Pulli – oder Wirbelsturm?

Manche meinen jetzt vielleicht, dass das alles ja erst in vielen Jahren oder Jahrzehnten wichtig würde. Stimmt aber nicht – denn wir müssen natürlich heute schon wissen, was in Zukunft passieren könnte, um das Schlimmste zu verhindern.

Manche Satelliten – wie hier der europäische Umwelt-Satellit Envisat – sind groß wie ein Bus. Andere sind klein wie eine Waschmaschine. Bild: ESA
Manche Satelliten – wie hier der europäische Umwelt-Satellit Envisat – sind groß wie ein Bus. Andere sind klein wie eine Waschmaschine. Bild: ESA

Hier also einige dieser Fragen, die mit Satelliten untersucht werden: Wettersatelliten informieren uns darüber, ob wir am nächsten Tag ins Freibad gehen können oder ob es regnen wird. Nebenbei bemerkt: Dabei geht es nicht nur ums Freibad und um die Frage, ob T-Shirt oder Pulli angesagt sind. Es geht bei der Wettervorhersage manchmal auch darum, Menschenleben zu retten.
So zeigen Satellitenbilder einen gefährlichen Wirbelsturm über dem Meer lange bevor er die Küste erreicht – dadurch kann die Bevölkerung rechtzeitig gewarnt und in Sicherheit gebracht werden.

Diese Karte zeigt die Temperaturen der Meeresoberfläche. Die Daten lieferte ein Satellit. Bild: ESA
Diese Karte zeigt die Temperaturen der Meeresoberfläche. Die Daten lieferte ein Satellit. Bild: ESA

Andere Satelliten erkennen Waldbrände, so dass die Feuerwehr weiß, wo sie löschen muss. Oder die Hilfskräfte sehen auf Satellitenbildern, welche Städte und Dörfer bei einem Erdbeben zerstört wurden und dringend Hilfe benötigen.

Satelliten können also ganz viele unterschiedliche Informationen liefern. Je nachdem, was sie untersuchen sollen, sind sie ganz unterschiedlich gebaut: Es gibt große und kleine Satelliten – manche groß wie ein Bus und manche klein wie eine Waschmaschine.

Sie haben ganz verschiedene Instrumente an Bord: Manche liefern wie Fotoapparate Bilder der Erdoberfläche. Andere messen die Zusammensetzung der Atmosphäre oder die Temperatur der Meere.

Wieder andere schicken Radarsignale aus, mit denen sie sogar durch Wolken hindurch „sehen“ können. Das ist zum Beispiel immer dann wichtig, wenn man bei schlechtem Wetter dringend Informationen benötigt: etwa bei Überflutungen.

Satelliten und die „Apfel-Erde“

Inzwischen umkreisen einige hundert Satelliten die Erde. Viele davon haben ganz andere Aufgaben als die Erdbeobachtung: Sie übertragen zum Beispiel TV-Signale – ihr kennt das ja von den vielen Antennenschüsseln, die auf Dächern montiert sind und die diese Signale empfangen – oder dienen der Navigation.

Hier sieht man – stark vereinfacht – zwei Satelliten: Der eine umkreist die Erde auf einer niedrigen Bahn, der andere dreht sich mit ihr im selben Tempo auf einer 36.000 Kilometer hohen Bahn mit. Quelle: DLR
Hier sieht man – stark vereinfacht – zwei Satelliten: Der eine umkreist die Erde auf einer niedrigen Bahn, der andere dreht sich mit ihr im selben Tempo auf einer 36.000 Kilometer hohen Bahn mit. Quelle: DLR

Immer abhängig von ihrer genauen Aufgabe fliegen Satelliten auf ganz verschiedenen Bahnen um unseren Planeten herum. Manche bewegen sich auf recht niedrigen Umlaufbahnen – etwa nur 500 oder 600 Kilometer über der Oberfläche. So erkennen sie viele Einzelheiten. Für eine Umkreisung der Erde benötigen sie dabei nur rund 90 Minuten. Übrigens: In dieser Zeit dreht sich die Erde natürlich weiter – denn sie rotiert ja bekanntlich um ihre eigene Achse. Das aber bedeutet: Wenn der Satellit dann mit der nächsten Umkreisung beginnt, überfliegt er logischerweise nicht wieder dieselben Gebiete, sondern einen anderen Streifen der Erde – und nach und nach gerät so der ganze Planet in sein Blickfeld.

Andere Satelliten umkreisen die Erde in 36.000 Kilometer Höhe. Dort draußen brauchen sie genau 24 Stunden für einen Umlauf. Und weil die Erde ebenfalls 24 Stunden braucht, um sich einmal um sich selbst zu drehen, heißt das: Diese Satelliten drehen sich genau mit der Erde mit – exakt im richtigen Tempo. Dadurch „stehen“ sie gewissermaßen immer über demselben Punkt der Erdoberfläche. Da wir ja vorhin schon von Obst gesprochen hatten, hier ein weiterer „fruchtiger“ Vergleich: Das wäre so, als ob ihr eine Nadel in einen Apfel stechen würdet – wobei der Apfel die Erde darstellen soll und der Kopf der Nadel der Satellit wäre. Wenn ihr jetzt die „Apfel-Erde“ dreht, dreht sich der Satellit mit.

Das ist wichtig, wenn man immer die identische Region im Bild haben will – wie etwa bei einem europäischen Wettersatelliten, der natürlich nicht plötzlich das Wetter von Australien zeigen darf. Nur der Vollständigkeit halber: Solche Satelliten, die in 36.000 Kilometer Höhe über der Erde „stehen“, nennt man geostationäre Satelliten.

Also: Viele Satelliten sind so etwas wie fliegende Beobachtungsstationen mit Blick auf die Erde. Und durch ihre Position im All haben sie dabei einen besonders guten Überblick. Von oben sieht man eben oft mehr …