17. Februar 2017
DLR und Airbus unterzeichnen Vertrag für Umweltsatelliten MERLIN

Deutsch-fran­zö­si­sche Kli­ma­mis­si­on geht in die Um­set­zungs­pha­se

Ver­trags­un­ter­zeich­nung zum MER­LIN-In­stru­ment
Bild 1/3, Credit: Airbus DS GmbH.

Vertragsunterzeichnung zum MERLIN-Instrument

Am 17. Fe­bru­ar 2017 ha­ben das DLR Raum­fahrt­ma­na­ge­ment und die Air­bus De­fence and Space GmbH den In­dus­trie­ver­trag für die Kon­struk­ti­ons- und Bau­pha­se des deutsch-fran­zö­si­schen Kli­ma­sa­tel­li­ten MER­LIN (Me­tha­ne Re­mo­te Sen­sing LI­DAR Missi­on) in Ot­to­brunn ge­schlos­sen. Von links nach rechts: An­dre­as Wol­ke, Be­reichs­lei­ter Zen­tra­le Auf­ga­ben des DLR Raum­fahrt­ma­na­ge­ments, Dr. Gerd Grup­pe, Vor­stand für das DLR Raum­fahrt­ma­na­ge­ment, Franz Jo­sef Pschie­rer, Bay­erns Wirt­schafts- und Tech­no­lo­gie­staats­se­kre­tär, Dr. Mi­cha­el Men­king, Lei­ter Erd­be­ob­ach­tung, Na­vi­ga­ti­on und Wis­sen­schaft bei Air­bus De­fence and Space und Eckard Set­tel­mey­er, Lei­ter der Erd­be­ob­ach­tung, Na­vi­ga­ti­on und Wis­sen­schaft am Stand­ort Fried­richs­ha­fen.
Künst­le­ri­sche Dar­stel­lung MER­LIN
Bild 2/3, Credit: CNES/Illustration David DUCROS.

Künstlerische Darstellung MERLIN

Der deutsch-fran­zö­si­sche Kli­ma­sa­tel­lit MER­LIN soll ab 2021 die glo­ba­le Me­than-Kon­zen­tra­ti­on in der At­mo­sphä­re mes­sen. MER­LIN baut auf dem neu­en Sa­tel­li­ten­bus "My­ria­de Evo­lu­ti­ons" auf, der von CNES zu­sam­men mit der fran­zö­si­schen Raum­fahrt­in­dus­trie ent­wi­ckelt wur­de. Die Nutz­last des Sa­tel­li­ten - ein so­ge­nann­tes LI­DAR-In­stru­ment (LIght De­tec­ti­on And Ran­ging), das auch bei Nacht und durch dün­ne Wol­ken hin­durch mes­sen kann - wird im Auf­trag des DLR Raum­fahrt­ma­na­ge­ments mit Mit­teln des BM­Wi in Deutsch­land ent­wi­ckelt und ge­baut. Zum Me­than-LI­DAR ge­hört ein La­ser, der Licht in zwei un­ter­schied­li­chen Wel­len­län­gen aus­sen­den kann und da­durch in der La­ge ist, un­ab­hän­gig vom Son­nen­licht äu­ßerst prä­zi­se Mes­sun­gen der Me­than­kon­zen­tra­ti­on auf al­len Brei­ten­gra­den durch­zu­füh­ren.
Fu­ture La­ser FU­LAS
Bild 3/3, Credit: Airbus DS GmbH & Fraunhofer ILT, 2016.

Future Laser FULAS

Der Fu­ture La­ser FU­LAS wur­de in Ko­ope­ra­ti­on zwi­schen der Eu­ro­päi­schen Welt­rau­m­or­ga­ni­sa­ti­on ESA und dem DLR Raum­fahrt­ma­na­ge­ment ent­wi­ckelt. Die­ser La­ser wur­de im Jahr 2016 er­folg­reich für den Ein­satz im MER­LIN-In­stru­ment ge­tes­tet.

  • Kleinsatellitenmission soll ab 2021 Methankonzentration in der Erdatmosphäre messen.
  • Klimaschädlichkeit von Methan ist 25 Mal höher als die von Kohlenstoffdioxid.
  • Deutschland steuert den Methan-LIDAR bei, ein innovatives Messinstrument, das unabhängig von Sonnenlicht auf allen Breitengraden arbeiten kann.

Das Raumfahrtmanagement des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die Airbus Defence and Space GmbH haben am 17. Februar 2017 den Industrievertrag für die Konstruktions- und Bauphase des deutsch-französischen Klimasatelliten MERLIN (Methane Remote Sensing LIDAR Mission) geschlossen. Diese Kleinsatellitenmission soll ab 2021 die Methankonzentration in der Erdatmosphäre mit einer bislang unerreichten Genauigkeit messen und damit zur Ursachenforschung des Klimawandels beitragen.

Der Vertrag wurde am Airbus-Standort in Ottobrunn unterzeichnet und umfasst den deutschen Beitrag der Mission, also die Entwicklung und den Bau des so genannten Methan-LIDAR (LIght Detection And Ranging), dem Messinstruments an Bord des MERLIN-Satelliten. Herzstück des Instruments ist ein Laser, der kurze Lichtpulse in zwei unterschiedlichen Wellenlängen aussenden kann und dadurch unabhängig vom Sonnenlicht die Methankonzentration auf allen Breitengraden sehr präzise misst.

"Weltraummissionen wie MERLIN messen Spurengase in unserer Atmosphäre und helfen so dabei, die Veränderungen unseres Klima besser zu verstehen - ein wesentlicher Baustein für die Umsetzung der Pariser Klimaverträge der UN", sagte Dr. Gerd Gruppe, DLR-Vorstand für das Raumfahrtmanagement, anlässlich der Unterzeichnung. "Methan ist ein besonders starkes Treibhausgas. Seine Klimawirkung ist 25-Mal stärker als die von Kohlenstoffdioxid (CO2). Und obwohl die Konzentration von Methan deutlich kleiner als die von CO2 ist, trägt Methan schon heute mit etwa 20 Prozent zur globalen Klimaerwärmung bei. Wirkungsvolle Maßnahmen zum Klimaschutz müssen daher Methan einbeziehen. Dafür sind genaue Messungen erforderlich, die den gesamten Globus erfassen. Das ist nur von einem Satelliten aus möglich."

Methan heizt unseren Planeten auf

Methan heizt die Erde gleich auf drei verschiedene Art und Weisen auf: Zum einen hat es ein eigenes Treibhauspotenzial. Darüber hinaus hilft es bei der Bildung von Ozon in den niedrigen Atmosphärenschichten und reduziert außerdem die Schwebeteilchen in der Atmosphäre. Diese Schwefel-Aerosole reflektieren einfallendes Sonnenlicht direkt in den Weltraum zurück. Mehr Methan bedeutet also weniger Reflektion und damit zusätzliche Erderwärmung.

Mit Lichtwellen auf Spurensuche

Das LIDAR-Instrument wird im Auftrag des DLR Raumfahrtmanagements mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) in Deutschland entwickelt und gebaut. "MERLIN ist eine große technische Herausforderung. Deutschland betritt vor allem mit dem innovativen Laser technologisches Neuland. So sorgen wir für Innovation weit über das Projekt hinaus", betonte Dr. Gruppe.

Der Laser ist für das menschliche Auge unschädlich. Die Wellenlängen liegen im Infrarotbereich. Sie sind so gewählt, dass die eine von Methan verschluckt (absorbiert) wird, die andere nicht. Kurz hintereinander sendet MERLIN jeweils zwei solche Pulse zum selben Fleck am Erdboden. Das reflektierte Licht fängt der Kleinsatellit mit einem Teleskop auf und registriert sie. Durch Methan in der Atmosphäre wird der eine Puls geschwächt, der andere dagegen nicht. Aus diesem Unterschied können Wissenschaftler die Methanmenge zwischen dem Satelliten und dem Erdboden bestimmen. Dazu werden die Daten vom Satelliten mehrmals täglich zu Bodenstationen gefunkt.

Das LIDAR-Verfahren hat mehrere Vorteile: Die Daten weisen außerordentlich geringe systematische Fehler auf. So können bei der der Auswertung mit Computermodellen Methanquellen und -senken sowie deren globale Verteilung besonders verlässlich bestimmt werden. Methan entsteht immer dort, wo organisches Material unter Luftausschluss abgebaut wird, also vor allem in der Land- und Forstwirtschaft, im Bergbau und der Gasförderung sowie in Klärwerken und Mülldeponien. Der größte Teil entsteht jedoch beim Auftauen von arktischen Permafrostböden. Diese Methan-Quellen soll MERLIN weltweit aufspüren und mit seinen kurzen Lichtpulsen jede Wolkenlücke ausnutzen. Außerdem erzeugt der LIDAR als "aktives Instrument" sein Licht selbst, dessen Reflexion es misst. Dadurch kann der Klimasatellit auch dort "arbeiten", wo auf der Erde gerade Nacht ist.

  • Deutsche Industriebeteiligung

    Gebaut wird das LIDAR-Instrument von einem Konsortium aus Firmen und Forschungsinstituten aus Deutschland, Frankreich und den Niederlanden unter der Leitung der Airbus Defence and Space GmbH in Ottobrunn, die neben den Design-, Integrations- und Testaufgaben für das LIDAR-Instrument auch den Bau von mehreren Subsystemen übernimmt. Der technologisch besonders anspruchsvolle Laser wird vom Fraunhofer-Institut für Lasertechnik in Aachen in Zusammenarbeit mit Airbus in Ottobrunn gebaut. Das Design basiert auf dem von der Europäischen Weltraumorganisation ESA und dem DLR Raumfahrtmanagement gemeinsam entwickelten Future Laser (FULAS), der im Jahr 2016 erfolgreich getestet wurde. Weitere Subsysteme des MERLIN-LIDAR kommen von den deutschen Unternehmen Space­Tec GmbH und von Hoerner & Sulger GmbH. Die Teleskopspiegel und Optiken werden von dem französischen Unternehmen REOSC geliefert. Den deutschen Beitrag zum MERLIN-Bodensegment erstellt die SCI­SYS Deutsch­land GmbH in enger Zusammenarbeit mit den DLR-Instituten für DLR-In­sti­tut für Phy­sik der At­mo­sphä­re und DLR-In­sti­tut für Me­tho­dik der Fer­ner­kun­dung (IMF). Das MERLIN-Instrument wird auf dem französischen Satellitenbus "Myriade Evolutions" montiert. Die MERLIN-Klimamission ist auf drei Jahre ausgelegt.

Kontakt
  • Martin Fleischmann
    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)
    Deut­sche Raum­fahr­t­agen­tur im DLR
    Stra­te­gie und Kom­mu­ni­ka­ti­on
    Telefon: +49 228 447-120
    Königswinterer Str. 522-524
    53227 Bonn
    Kontaktieren
  • Dr. Matthias Alpers
    Raum­fahrt­ma­na­ge­ment, Abt. Erd­be­ob­ach­tung
    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)
    Deut­sche Raum­fahr­t­agen­tur im DLR
    Raum­fahrt­ma­na­ge­ment, Abt. Erd­be­ob­ach­tung
    Telefon: +49 228 447-585
    Fax: +49 228 447-747
    Königswinterer Str. 522-524
    53227 Bonn
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