Neuer ESA-Satellit soll mit Wolkendaten für bessere Klimamodelle sorgen

Der neue ESA-Satellit EarthCARE ist erfolgreich gestartet. Die Mission soll für ein besseres Verständnis des Zusammenspiels zwischen Wolken, Aerosolen und der Strahlung der Sonne in der Erdatmosphäre sorgen. Mit einem Modell der Atmosphäre sollen bessere Klimamodelle möglich werden.

Um 0.20 Uhr (MESZ) wurde die Falcon-9-Trägerrakete von SpaceX gezündet. Der Live-Stream des Starts kann auf YouTube nachgesehen werden. Nur 10 Minuten nach dem Start des neuen Satelliten wurde dieser in seinen Orbit um die Erde entlassen. Um 1.14 Uhr (MESZ) am Mittwochmorgen sendete er über Südafrika die ersten Signale und nimmt die Kommunikation auf - knapp eine Stunde nach dem erfolgreichen Start im kalifornischen Vandenberg. 

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Stunden vor dem Start hatte der ESA-Direktor für Missionsbetrieb, Rolf Densing, die kritischen Zwischenschritte erklärt. Der Start, das Ausfahren der Solarpaneele für die Energiegewinnung und die Aufnahme einer ersten Kommunikationsverbindung - es gebe viele spannende Momente. "Das Signal vom Satelliten ist entscheidend, dann haben wir etwas, womit wir arbeiten können", sagte Densing. 

Klimadaten für 3D-Modell der Atmosphäre

Der Satellit wird in einer Umlaufbahn in Höhe von rund 400 Kilometern Daten sammeln. Erstmals soll nach Angaben von ESA-Experten damit ein 3D-Modell der Atmosphäre im gesamten Höhenprofil erstellt werden können. 

Wenn seine Solarpaneele ausgeklappt sind, ist der Orbiter laut dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) rund 17 Meter lang, 2,5 Meter breit und 3,5 Meter hoch. Es ist mit 4 hochmodernen Instrumenten ausgestattet. "EarthCARE ist die bisher komplexeste der ESA-Forschungsmissionen", erklärt die Direktorin des ESA-Erdüberwachungsprogramms, Simonetta Cheli, in einem Statement. 

Wolkenstrukturen und Sonnenstrahlung

Der "Atmospheric Lidar" sendet Lichtimpulse und analysieren die reflektierten Signale. Die Mission ist eine Zusammenarbeit mit der japanischen Raumfahrtbehörde Jaxa. Sie steuerte ein Wolkenprofil-Radar bei, mit dem sich die Struktur von Wolken untersuchen lässt. Der "Multispectral Imager" macht hochauflösende Bilder im sichtbaren und infraroten Lichtspektrum, mit dem sich verschiedene Wolkentypen unterscheiden lassen. Das vierte Instrument, das Breitband-Radiometer, misst die reflektierte Sonnenstrahlung und die von der Erde ausgehende Wärmestrahlung.

Experten sehen in der Mission eine neue Dimension der Erdbeobachtung. Das Wissen um die Erdatmosphäre und ihre Interaktion mit Aerosolen und Wolken ist Wissenschaftler*innen zufolge lückenhaft. Diese Lücken sollen nun geschlossen werden. 

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Wolken und Aerosole untersuchen

Wolken sind bisher noch nicht gut genug untersucht. Zwar weiß man, dass sie am Abkühlen und Erwärmen der Atmosphäre beteiligt sind. Wolken reflektieren einfallende Sonnenstrahlung, fangen aber auch von der Erde ausgehende Infrarot-Energie ab. Das führt entweder zur Abkühlung oder zur Erwärmung.

Doch wie sie das Klima genau beeinflussen, ist noch unklar. Hier soll EarthCARE wichtige Aufklärung leisten. Etwa soll untersucht werden, wie sich Faktoren wie ihre Form, Position, Höhe, Wassergehalt und die Partikelgröße auf ihre Leistung auswirken. 

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Aerosole sind winzige Teilchen wie Staub aber auch Luftverschmutzung. Sie sind ein wichtiger Teil des Erdklimas. Auch sie reflektieren und absorbieren Sonnenstrahlung und fangen ausgehende Strahlung ab. Sie sorgen auch für die Wolkenbildung. Doch Menschen, Industrie, Transport und Landwirtschaft verändern die Aerosol-Konzentration in der Atmosphäre und damit auch das Klima. Die Instrumente sollen das Ausmaß dieser Veränderung aufzeigen. 

"Weißer Drache" 

Die Gesamtkosten für "Earthcare"(Earth Cloud Aerosol and Radiation Explorer) belaufen sich auf 800 Millionen Euro für die europäische Seite. Hinzu kämen von der japanischen Raumfahrtagentur Jaxa rund 52 Millionen Euro für das Radar- Instrument. Auch den Spitznamen "weißer Drache" hätten die Japaner dem Orbiter gegeben, wegen seiner Form und seiner Farbe. Weiße Drachen könnten der Legende nach besonders schnell fliegen.

Das Zusammenspiel der Satelliteninstrumente werden nun 6 Monate lang geprüft und getestet. Dann wird die Routineoperation aufgenommen. Gesteuert wird EarthCARE vom ESA-Kontrollzentrum in Darmstadt, Deutschland.