4. Mai 2022
Schon die ersten Daten zeigen die Leistungsfähigkeit des Hyperspektralinstruments

Deut­scher Um­welt­sa­tel­lit En­MAP sen­det ers­te Bil­der

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EnMAP - ein Bild viele verschiedene Informationen
En­MAP - ein Bild vie­le ver­schie­de­ne In­for­ma­tio­nen
Bild 1/3, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

EnMAP - ein Bild viele verschiedene Informationen

Der deut­sche Um­welt­sa­tel­lit En­MAP hat erst­mals mit sei­nem Hy­per­spek­tral­in­stru­ment ei­nen Strei­fen von et­wa 30 Ki­lo­me­tern Brei­te und 180 Ki­lo­me­tern Län­ge über Istan­bul in der Tür­kei in der Tür­kei auf­ge­nom­men. Die drei Aus­schnit­te et­wa sind et­wa 30 Ki­lo­me­ter mal 54 Ki­lo­me­ter groß und zei­gen den Bos­po­rus, wo der eu­ro­päi­sche auf den asia­ti­schen Kon­ti­nent trifft. Das lin­ke Bild zeigt ei­ne Echt­far­ben-Dar­stel­lung, der in et­wa der mensch­li­chen Farb­wahr­neh­mung ent­spricht, wo­bei die­ser Be­reich mit der VNIR-Ka­me­ra mit knapp 50 ein­zel­nen fei­nen Kanä­len ab­ge­tas­tet wird. Das mitt­le­re Bild ist ei­ne Falsch­far­ben­auf­nah­me der VNIR-Ka­me­ra. Im na­hen In­fra­rot wer­den Un­ter­schie­de in der Ve­ge­ta­ti­on sicht­bar, wel­che mit den Pflan­zen­ar­ten und de­ren Zu­stand (z.B. Bio­mas­se und Chlo­ro­phyll­ge­halt) zu­sam­men­hän­gen. Das rech­te Bild wur­de mit der SWIR-Ka­me­ra im kurz­wel­li­gen In­fra­rot auf­ge­nom­men. Hier las­sen sich be­son­de­re Merk­ma­le im Bo­den (z.B. To­ne) und im Ge­stein (z.B. Kalk) er­ken­nen und Rück­schlüs­se auf die Bo­den­frucht­bar­keit zie­hen.
Chlorophyll-Konzentration im Bosporus
Chlo­ro­phyll-Kon­zen­tra­ti­on im Bos­po­rus
Bild 2/3, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Chlorophyll-Konzentration im Bosporus

En­MAP hat mit sei­nem Hy­per­spek­tral­in­stru­ment die Chlo­ro­phyll-Dich­te im Bos­po­rus ge­mes­sen. Die Meeren­ge zwi­schen Eu­ro­pa und Asi­en ver­bin­det das Schwar­ze Meer mit dem Mar­ma­ra­meer und ist ein stark be­fah­re­ner See­weg. Die Chlo­ro­phyll-Kon­zen­tra­ti­on ist an den ro­ten Stel­len stark aus­ge­prägt und weist dort auf ei­nen star­ke Al­gen­bil­dung hin.
Ein Pixel - viele Spektren
Ein Pi­xel - vie­le Spek­tren
Bild 3/3, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Ein Pixel - viele Spektren

En­MAP nimmt mit sei­nem Hy­per­spek­tral­in­stru­ment vie­le Pi­xel auf. Zu je­dem die­ser 2D-Bild­punk­te gibt es ein Spek­trum mit vie­len spek­tra­len Pi­xeln, die uns wich­ti­ge In­for­ma­ti­on über un­ter­schied­li­che Ma­te­ria­li­en – wie Pflan­zen, Be­ton oder Was­ser – und de­ren Zu­stän­de ge­ben.
  • Der deutsche Umweltsatellit EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Program) hat einen Monat nach seinem Start seine ersten Bilder geliefert.
  • Die Mission wird von der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bonn im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geführt.
  • Mit der Entwicklung und dem Bau des Satelliten sowie des Hyperspektralinstrumentes wurde die OHB-System AG beauftragt, das Bodensegment wird vom DLR in Oberpfaffenhofen entwickelt und betrieben. Die Mission steht unter der wissenschaftlichen Koordination des GeoForschungszentrums Potsdam (GFZ).
  • Schwerpunkte: Raumfahrt, Erdbeobachtung, Klimawandel, Umwelt- und Naturschutz

Seit ihrem Start am 1. April 2022 ist die deutsche Umweltsatellitenmission EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Program), die von der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bonn im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geführt wird, gut einen Monat im All und hat jetzt die ersten hochaufgelösten Satellitenbilder geliefert. Nachdem die Mission die "Launch and Early Orbit Phase" erfolgreich abgeschlossen hatte, wurden Stück für Stück die einzelnen Subsysteme des hochkomplexen Hyperspektral-Instrumentes unter Kontrolle des Deutschen Raumfahrtkontrollzentrums (GSOC) in Betrieb genommen. Nun hat EnMAP erstmals einen Streifen von etwa 30 Kilometern Breite und 180 Kilometern Länge über Istanbul am Bosporus in der Türkei mit Europa und Asien aufgenommen und die Daten dann über die DLR-Bodenstation in Neustrelitz zur Erde heruntergesendet.

"Schon die ersten Daten von EnMAP zeigen, was der deutsche Umweltsatellit leisten kann", freut sich Dr. Sebastian Fischer, EnMAP-Gesamtprojektleiter in der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR. Zwar befinde man sich mit der Mission erst in der ersten Phase, in der das Instrument kalibriert und exakt eingestellt werde. "Diese ersten Bilder geben uns aber schon einen sehr guten Vorgeschmack darauf, was Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf der ganzen Welt erwarten dürfen. Sie zeigen, dass EnMAP einen großen Beitrag dazu leisten kann, die Folgen des Klimawandels aufzuzeigen und der fortschreitenden Umweltzerstörung entgegenzuwirken."

Die ersten Bilder von Umweltsatellit EnMAP
Der Hyperspektralsatellit EnMAP hat die ersten Bilder von der Erde geliefert. Projektleiter Dr. Sebastian Fischer erläutert die Aufnahmen und erklärt, welche Rückschlüsse bereits jetzt daraus gezogen werden können.
Credit: Deutsche Raumfahrtagentur im DLR

Empfangen wurden die ersten Daten vom Deutschen Fernerkundungsdatenzentrum (DFD) sowie dem DLR-Institut für Methodik der Fernerkundung, die die Bilder auch prozessieren und archivieren. Denn die Daten, die der Satellit zur Erde schickt, sind für den Nutzer nicht direkt verwendbar. Nur wenn sie weiterverarbeitet, also kalibriert, mit Lage- und Positionsbestimmungen versehen sowie die Einflüsse der Atmosphäre korrigiert werden, können die Nutzer am Ende quantitative und qualitative Aussagen aus den Produkten ziehen. Dabei wurde die Kalibration dieser ersten Aufnahmen mit Daten, die vom Instrument im Labor gemessen wurden, durchgeführt. Im Rahmen der sogenannten Commissioning Phase, die sechs Monate dauert, werden diese Kalibrationen nun noch auf die Eigenschaften des Instrumentes im Orbit optimiert und die Datenqualität weiter verbessert.

Erste EnMAP-Bilder machen Unsichtbares für unsere Augen sichtbar

Doch was ist in den EnMAP-Bildern eigentlich sichtbar? Jedes Material auf der Erdoberfläche reflektiert das Sonnenlicht in einer für ihn charakteristischen Art und Weise und hinterlässt so eine sogenannte Spektralsignatur. Diesen "farbigen Fingerabdruck" kann EnMAP mit Hilfe seines Messinstruments erkennen, unterscheiden und abbilden. So steht die Mission unter dem Motto "Unsere Erde in mehr als allen Farben", weil jedes EnMAP-Bild in ganz viele kleine Wellenlängenbereiche zerteilt wird - viel mehr, als unsere Augen wahrnehmen können. "Die hohe Qualität der Daten in allen Kanälen wird gut sichtbar zum einem in typischen Spektren wie für Vegetation und zum anderen in geringem Rauschen und störenden Bildstreifen bei dem umfangreichen Dynamikbereich, welches gerade in dunklen Bereichen wie Wasser deutlich wird. Bereits basierend auf diesen ersten Daten konnten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Earth Observation Center im DLR nach Atmosphärenkorrektur und mittels inverser Modellierung vorläufige Resultate zur Verteilung der Chlorophyll-a Konzentration an der Wasseroberfläche ableiten", ergänzt Dr. Tobias Storch, Projektleiter des EnMAP-Bodensegments am Earth Observation Center im DLR.

EnMAP - die deutsche Umweltmission und ihre Partner

Die Umweltmission EnMAP wird von der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bonn im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geführt. Mit der Entwicklung und dem Bau des Satelliten sowie des Hyperspektralinstrumentes wurde die OHB-System AG beauftragt. Die Mission steht unter der wissenschaftlichen Leitung des GeoForschungszentrums Potsdam (GFZ).

Mit dem Aufbau und dem Betrieb des Bodensegments sind drei Institute und Einrichtungen des DLR beauftragt worden: Das Deutsche Raumfahrtkontrollzentrum in Oberpfaffenhofen wird den Satellitenbetrieb durchführen und überwachen. Das Deutsche Fernerkundungsdatenzentrum und das DLR-Institut für Methodik der Fernerkundung werden die empfangenen Satellitendaten archivieren, prozessieren, validieren und für die Wissenschaft zugänglich machen. Auch Firmen und Behörden werden die Daten ausprobieren und damit künftige Services vorbereiten. Die zukünftige Nutzung der EnMAP-Hyperspektraldaten durch Universitäten und wissenschaftliche Einrichtungen und die Entwicklung von speziellen Anwendungen werden durch BMWK-Förderprogramme unterstützt.

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    Telefon: +49 228 447-120
    Königswinterer Str. 522-524
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