Portugal treibt im All Wind-Messung voran

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Eine bedeu­ten­de Por­ti­on por­tu­gie­si­scher Tech­no­lo­gie ent­hält der euro­päi­sche Satel­lit Aeo­lus, der seit dem 22. August die Erde umkreist. Vom Welt­raum aus soll er Wind-Pro­fi­le auf der Erde erken­nen und durch prä­zi­se Mes­sun­gen die Genau­ig­keit von Wet­ter­vor­her­sa­gen für die nächs­ten drei bis fünf Tage ver­bes­sern hel­fen. Die­se wei­sen der­zeit noch hohe Feh­ler­quo­ten auf. Hier erläu­tern wir den Anteil Por­tu­gals an der wis­sen­schaft­li­chen Mis­si­on. Sie dürf­te auch für Fischer, Ang­ler und Was­ser­sport­ler mit Motor­boo­ten und Segel­yach­ten ver­läss­li­che­re Daten lie­fern.

 

Wind-Messung durch Laser-Teleskop im ESA-Satellit Aeolus
Ala­din heißt das Tele­skop im Satel­lit Aeo­lus, das die Reflek­ti­on von Laser-Impul­sen auf­fängt. Foto: ESA

 

Eine der Auf­ga­ben des 300 Mil­lio­nen Euro teu­ren Aeo­lus ist es, ultra­vio­let­tes Laser-Licht in einem sehr auf­wän­di­gen Ver­fah­ren auf die Erde zu sen­den. Luft-Mole­kü­le und klei­ne Staub-, Regen- und Eis-Tröpf­chen reflek­tie­ren es. Aus der Lauf­zeit des Echos kön­nen Wis­sen­schaft­ler mit der „Dopp­ler Wind Lida­re Metho­de“ (DWL) prä­zi­se Rück­schlüs­se auf das Ver­hal­ten der Luft­mas­sen zie­hen.

Das dürf­te zum Bei­spiel die Vor­her­sa­ge von hef­ti­gem Wind und von star­ken Stür­men erleich­tern. Auch mit mehr Ver­ständ­nis für die Dyna­mik in der Atmo­sphä­re und für kli­ma­ti­sche Pro­zes­se wie den El Niño-Effekt ist zu rech­nen. Der Erd­be­ob­ach­tungs-Satel­lit Aeo­los wird dar­über hin­aus Daten zur Höhe und Ver­tei­lung der Wol­ken, zu den Eigen­schaf­ten von Aero­so­len und zur Varia­bi­li­tät beim Wind lie­fern – dies alles in einem Bereich, der vom Mee­res­spie­gel bis in eine Höhe von 30 Kilo­me­tern über dem Boden reicht.

 

In 320 Kilometern Höhe auf Wind-Wacht

 

Der nach dem grie­chi­schen "Gott der Win­de" benann­te, rund 1,4 Ton­nen schwe­re Satel­lit der Euro­päi­schen Raum­fahrt­agen­tur ESA hat für die­se Auf­ga­be das sehr emp­find­li­che Sys­tem „Ala­din“ an Bord. Es wur­de in Frank­reich von Air­bus Defence and Space ent­wi­ckelt und beinhal­tet zwei leis­tungs­star­ke Laser, ein gro­ßes Tele­skop und beson­ders sen­si­ble Emp­fangs­in­stru­men­te.

Wind-Messung durch Aeolus-Teleskop Aladin mit portugiesischen Ventilen
Ven­til-Set von Omnidea aus Por­tu­gal säu­bert Ala­din die Sicht vom Welt­all aus. Screen­shot: Omnidea

Der euro­päi­sche Satel­lit umrun­det in ledig­lich 320 Kilo­me­tern Höhe den Erd­ball. Das ist eine unge­wöhn­lich nied­ri­ge Umlauf­bahn. Dafür, dass Ala­din sau­be­re Wind-Daten lie­fert, ist eine opti­sche Rei­ni­gung des Tele­skop-Sys­tems not­wen­dig. Die­se stammt aus Por­tu­gal, von dem Unter­neh­men Omnidea aus Viseu. Gleich­zei­tig tra­gen zwei Magne­to­me­ter des por­tu­gie­si­schen Her­stel­lers Luso­Space aus Lis­sa­bon dazu bei, dass sich Aeo­lus immer in der rich­ti­gen Posi­ti­on hält.

 

Der teuerste Wind-Messer aller Zeiten

 

Luft­wi­der­stand und Rei­bung brem­sen den teu­ers­ten Wind-Mes­ser aller Zei­ten in sei­ner rela­tiv erd­na­hen Umlauf­bahn. Um den zwangs­läu­fi­gen Sink­flug zu ver­mei­den, ist die Flug­bahn stets zu kor­ri­gie­ren. Vor­aus­sicht­lich nach drei, mög­li­cher­wei­se aber erst vier Jah­ren im All dürf­te der Treib­stoff vor­aus­sicht­lich auf­ge­braucht sein und der künst­li­che Erd­tra­bant in der Atmo­sphä­re ver­glü­hen.

Wind-Satellit Aeolus wird mit portugiesischer Technologie in Position gehalten
Magne­to­me­ter des por­tu­gie­si­schen Unter­neh­mens Luso­Space im ESA-Satel­li­ten Aeo­lus. Screen­shot: Luso­Space

Für die Rei­ni­gung der opti­schen Kom­po­nen­ten des Ala­din-Sys­tems im Satel­li­ten Aeo­lus hat das por­tu­gie­si­sche Unter­neh­men Omnidea ein Set von fünf Ven­ti­len bereit­ge­stellt. Zuvor waren die Tei­le inten­siv getes­tet wor­den, ver­si­chert Maschi­nen­bau­in­ge­nieur Nuno Fer­nan­des. Er arbei­tet in der deut­schen Nie­der­las­sung von Omnidea. Die ein­ge­bau­ten Sys­tem­lüf­tungs­ven­ti­le säu­ber­ten die Haupt­kom­po­nen­te des Aelous für das Lesen der emp­fan­ge­nen Wind-Daten. „Das stellt hohe Anfor­de­run­gen, ähn­lich wie bei den Antriebs­sys­te­men“, erläu­ter­te Fer­nan­des im por­tu­gie­si­schen Sen­der RTP.

Hoch­tech­no­lo­gie aus dem Süd­wes­ten Euro­pas bau­te auch das Unter­neh­men Luso­Space in das Herz des Wind-Mes­sers Aeo­lus ein. „Unse­re zwei Magne­to­me­ter sind Instru­men­te, die dem ‚Gehirn‘ des Satel­li­ten mit­tei­len, auf wel­che Sei­te es die Raum­kap­sel dre­hen muss“, berich­te­te Direk­tor Ivo Viei­ra im por­tu­gie­si­schen Radio­sen­der Antena 1. Das Magne­to­me­ter erlau­be eine sehr schnel­le und zuver­läs­si­ge Aus­rich­tung des euro­päi­schen Wind-Satel­li­ten bei sei­ner Sta­bi­li­sie­rung. Die­se ist ent­schei­dend, da die Umlauf­bahn rela­tiv nied­rig ist und Aeo­lus somit kon­stant hohen Gra­vi­ta­ti­ons­kräf­ten aus­ge­setzt ist.

Mehr Wissen über Wind verbessert Sturm-Warnungen für Europa

 

Wind-Muster untersucht der ESA-Satellit Aeolus
Wind­mus­ter auf der Erde unter­sucht vom All aus der Satel­lit Aeo­lus. Gra­fik: ESA

Zwar kön­nen Meteo­ro­lo­gen bereits auf zahl­rei­che Satel­li­ten-Daten zu Tem­pe­ra­tur und Feuch­te zurück­grei­fen, den Wind hat aber noch kei­ner wirk­lich rich­tig im Blick. Ledig­lich das, was eini­ge Wet­ter­bal­lo­ne an Anga­ben fun­ken, geht in die Ana­ly­sen ein. Dabei ist der Wind eigent­lich viel wich­ti­ger für die Vor­her­sa­ge. Aber das Netz an Mess­stel­len ist vor allem auf der Süd­halb­ku­gel, über den Ozea­nen, in den Tro­pen und ober­halb von zehn Kilo­me­tern Höhe sehr dünn­ma­schig. Gera­de in den Tro­pen domi­nie­ren zum Bei­spiel die Wind-Infor­ma­tio­nen die meteo­ro­lo­gi­schen Ana­ly­sen. Die­se beein­flus­sen die Qua­li­tät der Wet­ter­vor­her­sa­gen für Euro­pa für die kom­men­de Woche. So kann es sein, dass ein Sturm in Euro­pa völ­lig unter­schätzt wird, da die not­wen­di­gen Vor­her­sa­ge­da­ten feh­len.

Das zu ändern, ist Aeo­lus ange­tre­ten. Er ist der Satel­lit, der die Wind-Geschwin­dig­keit auf der Erde direkt aus dem Welt­raum misst. Die Erde mit Laser-Impul­sen zu „beschie­ßen“ und zu mes­sen, was wann von den Strah­len zurück­kehrt, klingt viel­leicht im ers­ten Moment viel­leicht bedroh­lich, ist nach Anga­ben der Wis­sen­schaft­ler aber unge­fähr­lich; von den scharf gebün­del­ten Licht­strah­len kom­me kaum etwas auf der Erd­ober­flä­che an und sei somit ganz harm­los, wird ver­si­chert.

 

Ein Wind-Satellit wird nicht ausreichen

 

Gesteu­ert wird die Aeo­lus-Mis­si­on im deut­schen Raum­flug­kon­troll­zen­trum ESOC in Darm­stadt. Der Satel­lit gilt als extrem fra­gil und die Tech­nik als sehr sen­si­bel und kom­plex. Die Vor­be­rei­tung der Mis­si­on dau­er­te gut 15 Jah­re. Eigent­li­ches Ziel ist es, die moder­ne Mess­tech­nik zu tes­ten und ihre Leis­tungs­fä­hig­keit zu demons­trie­ren. Denn ein ein­zi­ger, die Erde schnell umkrei­sen­der Satel­lit wird nicht aus­rei­chen, um den Wind welt­weit zu ver­mes­sen. Dafür wäre ein gan­zes Netz­werk sol­cher künst­li­chen Erd­tra­ban­ten nötig.

Wel­chen Blick der deut­sche Astro­naut Alex­an­der Gerst kürz­lich auf Por­tu­gal und die Süd­west­spit­ze Euro­pas hat­te, griff unser Bei­trag "Algar­ve-Feu­er immer noch nicht aus" auf.

Hans-Joachim Allgaier

Deutscher Journalist mit Know-how in Public Relations/Marketing/Corporate Communications - Portugal-/Algarve-/Alentejo-Liebhaber

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