Drei wissenschaftliche Earth-Explorer-Missionen der ESA treten in die nächste Phase ein

In der letzten Woche wählte das Programme Board for Earth Observation der ESA drei Earth-Explorer-Missionen aus, für die nun Machbarkeitsstudien durchgeführt werden. Bei seiner Auswahl stützte sich das Gremium auf Empfehlungen des ESAC (Earth Science Advisory Committee), eines Komitees der ESA. Das ESAC hatte diese Empfehlungen im Anschluss an das Earth Explorer User Consultation Meeting in Lissabon, Portugal, im Januar ausgesprochen. Die Entscheidung der ESA bedeutet, dass die Missionen BIOMASS, CoReH2O und PREMIER nun die nächste Konsolidierungsphase durchlaufen können.

Ziel der BIOMASS-Mission ist es, die Verteilung und die zeitlichen Veränderungen der weltweiten Wald-Biomasse zum ersten Mal in konsistenter Art und Weise zu untersuchen. Die Daten der BIOMASS-Mission sollen die zurzeit noch herrschenden Unsicherheiten bei der Berechnung von Kohlenstoffspeichern und Kohlenstoffströmen in der terrestrischen Biosphäre reduzieren. Dies ist von außerordentlicher Wichtigkeit, denn infolge von Abholzung wird mehr Kohlenstoff in die Atmosphäre eingebracht – ein Faktor, der sich auf den Klimawandel auswirkt. BIOMASS soll unsere Kenntnis des Kohlenstoffkreislaufs und seiner Rolle bei der Klimaentwicklung vertiefen.

Für BIOMASS ist nur ein einzelner Satellit erforderlich, der ein Synthetik-Apertur-Radarsystem trägt. Dieses arbeitet im P-Band und ermöglicht kontinuierliche, weltweite interferometrische sowie polarimetrische Radarbeobachtungen von Waldflächen.

CoReH2O steht für „COld REgions Hydrology High-resolution Observatory“ und dient als erste Satellitenmission der Messung des in der Schneedecke auf Land- und Eisflächen sowie Gletschern gebundenen Süßwassers. Dieses im Schnee gebundene Süßwasser ist ein wichtiger Teil des Wasserkreislaufs. Seine Rolle wird bislang aber nur unzureichend verstanden. Da sich der Klimawandel auf die vorhandene Schnee- und Eismenge auswirkt, hat er auch weitreichende Folgen für die Wasserressourcen.

Ziel der CoReH2O-Mission sind wiederholte, hochauflösende Messungen der Schnee- und Eisdecke und ihrer Eigenschaften. Auf dieser Grundlage sollen Austauschprozesse zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre modelliert und überprüft werden. Darüber hinaus erhofft man sich wichtige Erkenntnisse für die Klimaforschung sowie hydrologische Anwendungen, und zwar im regionalen bis hin zum globalen Maßstab. Die Mission nutzt einen einzelnen Satelliten mit einem Synthetik-Apertur-Radarsystem, das mit zwei Frequenzen (X- und Ku-Band) arbeitet und mittels dualpolarisierter Signale räumlich hochauflösende Messungen der Schnee- und Eisdecken durchführt.

Ziel der PREMIER-Mission (Process Exploration through Measurements of Infrared and millimetre-wave Emitted Radiation) ist die Quantifizierung von Prozessen, die die Zusammensetzung der globalen Atmosphäre in der mittleren bis oberen Troposphäre und der unteren Stratosphäre regulieren, also in einer Höhe von 5 bis 25 km über der Erdoberfläche. Die Zusammensetzung und Dynamik der Atmosphäre im Grenzbereich zwischen der oberen Troposphäre und der unteren Stratosphäre übt einen wichtigen Einfluss auf chemische Austauschprozesse und die Strahlungsbilanz der Erde aus. Die Mission soll zu Verbesserungen an Klimachemiemodellen beitragen, die für eine präzise Vorhersage künftiger Klimaveränderungen im Laufe von Jahrzehnten bis Jahrhunderten benötigt werden.

Mittels Limb-Spektrometrie im Infrarotbereich soll PREMIER die Zusammensetzung der Atmosphäre in der oberen Troposphäre und der unteren Stratosphäre in dreidimensionalen Beobachtungszonen untersuchen. Ein Limb-Sounder, der im Millimeterwellenband arbeitet, wird beim Vorhandensein von Zirruswolken und komplementären chemischen Stoffen Messdaten erheben.

Dazu ein Kommentar von Johnny Johannessen, dem Vorsitzenden des ESAC: „Die vorgelegten Reports for Assessment und die Präsentationen auf dem Earth Explorer User Consultation Meeting waren von höchster Qualität. Trotz aller Komplexität wurden die wissenschaftlichen und technischen Aspekte jeder Mission mit großer Klarheit dargestellt. Bessere Hintergrundinformationen und Grundlagen für seine Bewertung hätte sich das ESAC gar nicht wünschen können. Der Konsens, den wir bei der Auswahl der empfohlenen Missionen erreicht haben, stützt sich insbesondere auf den potenziellen Nutzen dieser Missionen für die Wissenschaft. Zwar hat das ESAC diese drei Missionen als Kandidaten für Phase A ausgewählt, aber wir haben auch überzeugende Argumente für Studien zur Fortführung der anderen Missionen vorgebracht.“