TerraSAR

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TerraSAR-X ist ein künftiger Satellit für die Fernerkundung der Erde mit Radar. Er wird in Deutschland entwickelt - erstmals in öffentlich-privater Partnerschaft. Das DLR beteiligt sich als öffentliche Einrichtung mit ca. 100 MEUR, ca. 30 MEUR werden privatwirtschaftlich vom Unternehmen EADS Astrium aufgebracht. Der Start mit einer Dnepr-1-Rakete soll am 27. Februar 2007^[1] von Baikonur aus erfolgen.

Der Radarsatellit wird im X-Band arbeiten (Wellenlänge 31 mm, Frequenz 9,6 GHz) und heißt deshalb TerraSAR-X. Die kurze Wellenlänge macht zwar die technische Entwicklung anspruchsvoll, erlaubt aber eine hohe Auflösung der digitalen Radarbilder, die an der Erdoberfläche bis zu 1 Meter erreichen kann.

Der Name TerraSAR-X steht für

Terra - die Erde (lat.), welche das Untersuchungsobjekt sein wird
SAR - für eine spezielle Radartechnik namens Synthetic Aperture Radar
X - für die Wellenlänge mit der das Radar arbeitet.

[Bearbeiten] Radartechnik, Vor- und Nachteile

RADAR steht für Radio Detecting and Ranging und beinhaltet traditionell

Distanzmessung (EDM) mittels Laufzeitmessung reflektierter Signale,
Richtungsmessung über die Ausrichtung der Antenne, und neuerdings
auch andere Analysen wie SAR, Polarisation, Interferometrie etc.

Satelliten mit Radartechnik sind noch relativ neu, verglichen mit optischen Kamerasystemen. Die Auflösung (Detailschärfe) ist prinzipiell geringer, aber Radar hat auch Vorteile: Je niedriger die Frequenz, desto leichter dringt die Strahlung in Vegetation oder in trockenen Sand ein und kann so verborgenes (Geologie, Bodenschätze, Militärisches ...) sichtbar machen.

Frühe Radar-Satellitentechniken waren z.B. die Altimetrie (Höhenmessung über dem Meer), Bestimmung von Wellen/Wind oder von Bodendaten. Heute misst man u.a. Satelliten-Geschwindigkeiten auf mm/Sekunde genau (siehe GRACE). Das Militär kennt Radarsatelliten seit 1988 (Lacrosse im Space Shuttle). Auch die langsame Verformung von Vulkanen kann auf cm gemessen werden.

[Bearbeiten] Innovationen bei TerraSAR-X

TerraSAR-X wird einige technisch-wissenschaftliche Neuheiten aufweisen, die inzwischen großteils fertig entwickelt sind. Eine dieser Innovationen ist eine Art Zoom, mit dem Auflösung und Abtastbereich vice versa im Verhältnis 1:10 veränderbar sind - entweder um ein größeres Gebiet zu überblicken oder ein kleines Gebiet mit höchster Auflösung zu erfassen.

Ferner lässt sich der Antennenstrahl durch Einstellung an der Antennenelektronik innerhalb eines Winkelbereichs ausrichten und so der Blickwinkel ändern. Frühere Radarsatelliten konnten den Antennenstrahl nur in eine Richtung abstrahlen.

[Bearbeiten] Größe, Scanning und geplante Bahn

TerraSAR-X ist 5 Meter hoch und 1000 kg schwer und wird auf einer fast polaren Umlaufbahn die Erde in rund 500 km Höhe umkreisen. Dabei nützt er - wie auch andere geodätisch-geografische Satelliten - eine Besonderheit der Himmelsmechanik aus:

Die Bahn von Satellitenbahnen verläuft genähert nach den Kepler-Gesetzen, sodass ihre Ebenen im umgebenden Raum (Bezugssystem der Sterne) weitgehend raumfest sind, unabhängig von der Erdrotation. Daher dreht sich unser Heimatplanet unter dieser Bahn hinweg - mit der Folge, dass TerraSAR die Erdoberfläche nach und nach in zusammenhängenden Bildstreifen abtasten kann.

Durch das schwenkbare Radar und andere Feinheiten der Bahn (Präzession durch die Erdabplattung) kann innerhalb von 1-3 Tagen jede beliebige Stelle auf der Erde bevorzugt beobachtet werden.

Genauer gesagt sind die Bahnparameter so gewählt, dass sich ein sonnensynchroner Orbit einstellt, d.h. die Bahnebene dreht sich im Laufe eines Jahres so, dass die Sonne im Mittel unter dem selben Winkel zur Bahnebene verbleibt. Das gemeinsame Vielfache von Umlaufzeit und Erddrehung sind bei TerraSAR-X exakt 11 Tage: alle 11 Tage wird der selbe Punkt der Erdoberfläche überflogen.

[Bearbeiten] Anwendungen

Geodäsie, Geodynamik (feine Bewegungen der Erdkruste), Geologie
Geografie und Herstellung bzw. Aktualisierung von Landkarten
Raumplanung und Beratungsbüros
Andere Geowissenschaften wie Hydrologie (Bodenfeuchte usw.) und Meteorologie
Landwirtschaft, Wald- und Landnutzung, Anbaugebiete
Umweltschutz und staatliche Umweltämter
Katastrophenmanagement, Erdbeben (kleine Höhenänderungen)
Weitere kommerzielle Fragestellungen, etwa in der Nahrungsmittel- und Rohstoffindustrie oder für Versicherungen.