DLR und Airbus unterzeichnen Vertrag für Umweltsatelliten
MERLIN
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
Atmosphärenphysik und Fernerkundung. Das MERLIN-Instrument wird auf dem
französischen Satellitenbus "Myriade Evolutions" montiert. Die
MERLIN-Klimamission ist auf drei Jahre ausgelegt.
Kontakte
Martin Fleischmann
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Raumfahrtmanagement, Kommunikation
Tel.: +49 228 447-120
Fax: +49 228 447-386
Dr. Matthias
Alpers
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Raumfahrtmanagement, Abt. Erdbeobachtung
Tel.: +49 228 447-585
Fax: +49 228 447-747