25. April 2017

Hilfe aus dem All: Mit Radarsatelliten durch Eis navigieren

Auf der "Akademik Tryoshnikov"
Bild 1/4, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Auf der "Akademik Tryoshnikov"

Antarctic Circumnavigation Expedition: Ein internationales Forschungsteam unterwegs mit dem Forschungsschiff "Akademik Tryoshnikov".
TerraSAR-X macht Meereis und Eisberge sichtbar
Bild 2/4, Credit: DLR.

TerraSAR-X macht Meereis und Eisberge sichtbar

Eine Aufnahme des deutschen Radarsatelliten TerraSAR-X macht Meereis und Eisberge sichtbar - dank der aktiven Radarantenne bei jedem Wetter, durch Wolken und Nebel, bei Tag und Nacht.
Navigationsunterstützung durch Radardaten
Bild 3/4, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Navigationsunterstützung durch Radardaten

Aus den Radardaten in naher Echtzeit automatisch generierte Eiskarten dienen der Navigationsunterstützung. Dies geschieht durch die Klassifizierung der eisfreien Gebiete - hier in blau, gebenenüber der den verschiedenen Eisarten - in gelb, violett oder auch rot.
Kurs der Akademik Tryoshnikov
Bild 4/4, Credit: Alessandro Toffoli, University of Melbourne.

Kurs der Akademik Tryoshnikov

Der Kurs des Forschungsschiffs "Akademik Tryoshnikov" durch eine schmale Zunge meereisbedeckes Gewässer.
  • Navigation in eisbedeckten Gewässern wird durch Aufnahmen der Radarsatelliten TerraSAR-X, Sentinel-1 und RADARSAT-2 unterstützt.
  • Meereis unterliegt ständigen Veränderungen, kann Schiffe manövrierunfähig machen.
  • Das DLR Earth Observation Center (EOC) betreibt die Forschungsstellen Maritime Sicherheit in Bremen und Neustrelitz.

Das Forschungsschiff Akademik Tryoshnikov ist von seiner Antarktisumrundung zurückgekehrt. Nach erfolgreichem Abschluss der "Antarctic Circumnavigation Expedition" lief der Eisbrecher mit dem internationalen Forscherteam am frühen Morgen des 25. April 2017 in Bremerhaven ein. Wissenschaftler der Forschungsstellen für Maritime Sicherheit des Deutschen Zentrums für Luft-und Raumfahrt (DLR) in Bremen und Neustrelitz haben die Mission begleitet. Nicht vor Ort, aber aus dem All. Sie unterstützten die Navigation in den eisbedeckten Gewässern durch Aufnahmen der Radarsatelliten TerraSAR-X und Sentinel-1. Erstmals wurden nun neben Radarbildern auch aus Satellitendaten generierte Eiskarten an Bord geschickt – Karten, die Rückschlüsse auf die Dicke und die Befahrbarkeit des Eises erlauben. "Unser erklärtes Ziel ist es, dass diese Produkte zukünftig automatisch, zusätzlich zu den Satellitenbildern zur Verfügung stehen" erklärt Egbert Schwarz, Wissenschaftler der Forschungsstelle Maritime Sicherheit – Von der Forschung zur Anwendung in Neustrelitz.

Meereis unterliegt ständigen Veränderungen. Innerhalb weniger Stunden kann der Wind drehen, Packeis auf Kilometer zusammenschieben und Presseisrücken entstehen lassen – Hindernisse, die selbst für Eisbrecher schwer bis gar nicht zu überwinden sind. Ähnliche Umstände machten im Dezember 2013 die Akademik Shokalskiy manövrierunfähig. Damals halfen Radaraufnahmen den Rettungskräften, die aktuelle Eissituation besser zu beurteilen. "Die gegenwärtige Expedition in der Antarktis verlief ohne ernste Zwischenfälle. Dank der Informationen aus dem All lassen sich unnötige Umwege vermeiden – das spart schlussendlich Treibstoff", erklärt Schwarz.

Das DLR betreibt in Bremen und Neustrelitz die Forschungsstellen "Maritime Sicherheit", die mit ihren Arbeiten zur Gewährleistung einer sicheren Schifffahrt und zum Schutz der Meere und Küstengewässer beitragen, sowie Behörden bei der Bekämpfung illegaler Aktivitäten wie der Verklappung von Gefahrstoffen, illegale Fischerei oder Piraterie unterstützen. In Bremen entwickelte thematische Prozessoren, etwa zur Detektion von Schiffen oder Eisbergen, werden in die hierfür in Neustrelitz entwickelten Systeme eingebunden und operationalisiert. Diese integrierte Lösung beinhaltet dann auch weitere Module wie die Datenfusion und Produktgenerierung einschließlich der Auslieferung an den Nutzer.

Der neue Prozessor zur Erzeugung aktueller Eiskarten ermittelt direkt nach Empfang der Satellitenaufnahmen Lage und Ausmaß verschiedener Eistypen wie beispielsweise "junges Eis" oder "mehrjähriges Eis". Dabei bedient er sich der Analyse komplexer Daten – das heißt Merkmale im Bild, die dem menschlichen Betrachter entgehen. Weitere Prozessoren befinden sich in der Entwicklung. So sollen hochaufgelöste Driftfelder detaillierten Einblick in die Bewegung des Meereises geben.

Zur Sicherheitsforschung

In der Sicherheitsforschung des DLR werden die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten mit sicherheitsrelevantem Bezug in Abstimmung mit den Partnern in Staat, Wissenschaft, Industrie und internationalen Organisationen geplant und gesteuert. Der Querschnittsbereich Sicherheitsforschung verknüpft dabei die Kernkompetenzen aus den etablierten DLR-Programmen der Luftfahrt, Raumfahrt, Energie und des Verkehrs. Insgesamt mehr als zwanzig DLR-Institute und - Einrichtungen liefern im Rahmen ihrer sicherheitsrelevanten Arbeiten Beiträge zur Entwicklung, Erprobung und Bewertung von Technologien, Systemen und Konzepten sowie zur Analyse- und Bewertungsfähigkeit hinsichtlich sicherheitsrelevanter Anwendungen.

Kontakt
  • Bernadette Jung
    Kommunikation Oberpfaffenhofen, Weilheim, Augsburg
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

    Politikbeziehungen und Kommunikation
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    Fax: +49 8153 28-1243
    Münchener Straße 20
    82234 Weßling
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  • Dr. Anja Frost

    Institut für Methodik der Fernerkundung
    Telefon: +49 421 24420-1859
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  • Egbert Schwarz
    Nationales Bodensegment
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
    Earth Observation Center
    Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
    Telefon: +49 3981 480149
    Kalkhorstweg 53
    17253 Neustrelitz
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