17.12.2020

Neues Kamerasystem für die Raumstation

Multispektralkamera soll die Temperaturen der globalen Landoberflächen vermessen.

Fraunhofer EMI und Airbus haben einen Vertrag über die Durchführung einer In-Orbit-Demonstration auf der Bartolomeo-Plattform der Internationalen Raumstation ISS unterzeichnet. Mit dieser Mission ermöglicht das Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut, EMI, seiner Ausgründung ConstellR die Demonstration eines neuen Messkonzepts, um genaue Messungen der Land­oberflächen­temperatur (LST) der Erde auf globaler Ebene durchzuführen.

 

Abb.: Die Forschungs­plattform Bartolomeo von Airbus bietet die Möglichkeit,...
Abb.: Die Forschungs­plattform Bartolomeo von Airbus bietet die Möglichkeit, externe Nutz­lasten an der Außen­seite der ISS unter­zubringen. (Bild: NASA)

Das ConstellR-Messsystem ist eine Kamera zur multispektralen Bilddaten­analyse, die aus einem thermischen Infrarot­detektor und neu entwickelter Datenverarbeitungshardware besteht. Die Kamera wird ein Volumen von 3U (das heißt rund 3000 Kubikzentimetern) auf dem ArgUS Multi-Payload Carrier nutzen. Die ArgUS-Plattform ermöglicht die Aufnahme mehrerer kleinerer Nutzlasten auf der Bartolomeo-Plattform.

Das Ziel von ConstellR ist es, eine Konstellation von Mikrosatelliten aufzubauen, welche täglich oder sogar stündlich Informationen über die genaue Oberflächentemperatur unseres Planeten liefern kann – mit hoher räumlicher Auflösung. Die Nachfrage nach solchen Daten steigt, da mit ihnen die Überwachung und Modellierung von Umwelt- und Klima­phänomenen wie beispielsweise Wasserstress in Pflanzen, Evapo­transpiration und Vorhersagen über Ernteerträge möglich ist.

Angesichts der steigenden Belastung für die Landwirtschaft durch den Klimawandel und die demographische Entwicklung sind solche Daten unerlässlich, um die globale Ernährungs­sicherung zu gewährleisten. Denn die Nahrungsmittelproduktion hängt vom verfügbaren Wasser ab und dies wiederum von der Temperatur. So gibt insbesondere die regelmäßige Bestimmung der Temperatur der Pflanzen frühzeitig Rückschlüsse über deren Wasserstress und die Frage, ob eine Pflanze Wasser benötigt. Noch bevor es zu Schäden kommt, kann reagiert und somit der Ernte­ertrag gesteigert werden. Dies ist ein Schlüssel­faktor für die Vermeidung von Nahrungs­mittel­engpässen.

„Die Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit unserer Kamera ist eindeutig der Schlüssel zum Erfolg unserer Mission, wichtige gesellschaftliche Heraus­forderungen zu bewältigen”, sagt Max Gulde, CEO von ConstellR. „Wir wollen unsere Technologie so schnell wie möglich testen und haben den Bartolomeo-Service nicht nur als einen sehr schnellen, sondern auch als den flexibelsten und kosten­effizientesten Weg dazu identifiziert. Dank Bartolomeo war der Weltraum für uns noch nie so nah.”

„Wir freuen uns sehr über das wachsende Interesse an unserer Forschungsplattform Bartolomeo auch für kleinere Nutzlasten wie diese Kamera”, sagt Andreas Hammer, Head of Space Exploration bei Airbus. „Mit einem Kundenstamm, der eine gesunde Mischung aus traditionellen Raumfahrtanbietern und neuen Markt­teilnehmern wie ConstellR ist, kommen wir unserem Ziel, eine Raumfahrtmission so einfach wie möglich zu machen, ein gutes Stück näher.”

ConstellR ist ein junges Start-up aus Freiburg, das mithilfe von Minisatelliten hochauflösende Thermal-Infrarotdaten der Erde zur Verfügung stellen wird, die zu einem weltweit effizienteren Einsatz von Wasser in der Landwirtschaft führen könnte. Damit trägt ConstellR aktiv zum Ziel der Vereinten Nationen bei, Nahrungs­mittel­knappheit zu vermeiden und bis zum Jahr 2050 zirka fünfzig Prozent mehr Nahrung für die Welt­bevölkerung zur Verfügung zu stellen.

Die Kamera zur hochgenauen Land­oberflächen­temperatur­messung soll im Rahmen der ersten ArgUS-Mission ins All gebracht werden. Finanziert wird das Projekt durch das Bundes­ministerium für Wirtschaft und Energie, das den Technologietransfer in Start-ups wie ConstellR fördert.

Die Forschungsplattform Bartolomeo von Airbus bietet die Möglichkeit, externe Nutzlasten an der Außenseite der ISS unterzubringen: Das ist eine einzigartige Möglichkeit für Demonstrations- und Verifikations­missionen im Orbit. Sie wurde Anfang des Jahres am Columbus-Modul der ISS angebracht und wird in einer Partnerschaft zwischen Airbus, ESA, NASA und dem ISS National Laboratory betrieben. Bartolomeo ist eine Investition von Airbus in die ISS-Infrastruktur und ermöglicht die Aufnahme von bis zu zwölf externen Nutzlasten in der Weltraumumgebung.

Bartolomeo ist für viele Arten von Missionen geeignet, etwa Erdbeobachtung, Umwelt- und Klimaforschung, Robotik, Material­wissenschaften und Astrophysik. Sie bietet Kunden und Forschern Nutzlast-Hosting-Möglichkeiten, um Raumfahrttechnologien zu testen, ein neues Geschäftskonzept für die Raumfahrt zu verifizieren, wissenschaftliche Experimente in der Mikro­gravitation durchzuführen oder in die Fertigung im Weltraum einzusteigen.

EMI / DE

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