EnMAP – Ein Deutscher Hyperspektral Satellit

EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Program) ist ein Deutscher Satellit zur simultanen Erfassung hochauflösender, hyperspektraler Bilder im sichtbaren und nahen Infrarotbereich (420 nm – 1000 nm, VNIR) und kurzwelligem Infrarot (900 nm to 2450 nm, SWIR). Das DLR Institut für Optische Sensorsysteme entwickelt im Auftrag von Kayser-Threde das VNIR Kamera Fokalebenmodul (FPA-Focal Plane Assembly).

Logo EnMAP
Der deutsche Hyperspektralsatellit EnMAP soll unsere Erde aus rund 650 Kilometer Höhe beobachten und dabei wichtige Informationen im Kampf gegen Klimawandel und Umweltzerstörung liefern.

Kern des VNIR-FPAs ist ein extrem rauscharmer und empfindlicher hochintegrierter sCMOS Detektor in rückseiten-beleuchteter Bauart, dessen Entwicklung unsere Einrichtung bei der Firma Fairchild Imaging beauftragt hat. Dieser Detektor enthält mehr als 2000 integrierte Anlog-zu-Digital-Wandler (ADC)  und liefert je Pixel parallel einen digitalen 13 Bit Low und High Gain Wert.

Das EnMAP VNIR-FPA setzt sich aus zwei mechanischen Einheiten zusammen. Die Sensorbaugruppe mit dem Detektor wird in das optische System integriert. Eine zweite Box mit der Stromversorgung der FPA und Detektorsteuerung ist nah an der Sensorbaugruppe, jedoch außerhalb der optischen Einheit angeordnet. Zur Optimierung der Datenqualität wird der Detektor mittels Peltierelement thermisch stabilisiert.

Parameter des VNIR-FPA Detektors

 

spektralen Kanäle:

108 (im Bereich von 420 nm bis 1000 nm)

Pixel je Spektralkanal:

1024

mittlere Bandbreite Kanal:

6,5 nm

Bildrate:

230 Hz

Integrationszeit:

4,4 ms

Full Well Capacity (FWC):

> 1 000 000 e-/Pixel

Read Noise:

< 200 e-/Pixel (low gain), < 70 e-/Pixel (high gain)

Linearität (10% - 100% FWC):

< 2%

Linearität mit digitaler Korrektur:

< 0,2%

Masse Sensorbaugruppe:

< 1Kg

Temperatur Stabilisierung:

< 50 mK

Leistungsaufnahme:

< 2W

Kontakt

Dr.- Ing. Andreas Eckardt

Abteilungsleiter Hochgeschwindigkeits-Elektronik
Institut für Optische Sensorsysteme
Hochgeschwindigkeits-Elektronik
Rutherfordstr. 2, 12489 Berlin