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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