Lexikon der Fernerkundung

Early Bird
  1. Offiziell unter der Bezeichnung Intelsat-1 geführt, der weltweit erste kommerzielle, von der Hughes Aircraft Company gebaute Kommunikationssatellit. Er wurde 1965 auf seine geostationäre Umlaufbahn gebracht.
    Weitere Informationen: Intelsat-1
  2. Wegen abgebrochenem Kontakt vier Tage nach dem Start (24.12.1997) gescheiterte Mission der Fa. Earth Watch. EarlyBird (Schreibweise!) hätte als erstes ziviles Erdbeobachtungssystem mit 3m-Pixeln im PAN-Bereich aufwarten können.
Earth Explorers

Bezeichnung für einen Teil des ESA-Programms zur Erderforschung Living Planet. Die erste Mission erfolgte im März 2009 mit dem Start von GOCE (Vermessung des irdischen Schwerefeldes). Als nächste Mission folgte SMOS im November 2009. Er soll Daten über die Bodenfeuchte und den Salzgehalt der Meere liefern. Im Frühjahr 2010 wird der Start des Eis-Satelliten CryoSat-2 erfolgen, dessen erste Version beim Start vernichtet wurde.
ADM-Aeolus, eine Mission zur Messung von Windprofilen im weltweiten Maßstab wird 2011 folgen und im selben Jahr auch SWARM zur Ermittlung von hochpräzisen Informationen über Stärke und Richtung des irdischen Magnetfeldes. 2013 soll die EarthCare-Mission folgen, die zu einem besseren Verständnis des Zusammenspiels von Wolken, Aerosol und Strahlung im Klimageschehen beitragen soll.
Weitere Missionen befinden sich im Planungs- und Entscheidungsstadium. Dazu gehört Biomass als siebte Earth Explorer-Mission, die mit bislang beispielloser Genauigkeit die Biomasse und den in den Wäldern der Erde gespeicherten Kohlenstoff messen kann.

ESA_Earth_Explorers_satellites_lres ESA's Earth Explorers Satellites

Künstlerische Darstellung der ESA-Satellitenreihe 'Earth Explorers':

  • Die Schwerefeld-Mission GOCE, gestartet am 17. 3. 2009
  • die Magnetfeld-Mission SWARM, gestartet am 22. 11. 2013
  • die Wind-Mission ADM-Aeolus, geplanter Start 2014
  • die Eis-Mission CryoSat-2, gestartet am 8. 4. 2010
  • die Wolken-, Aerosol- und Strahlungsmission EarthCARE, geplanter Start 2015
  • die Wasser-Mission SMOS, gestartet am 2. 11. 2009

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Quelle: ESA
 

Weitere Informationen:

Earth Observation Center (EOC)

Institutsverbund im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Es ist eine national und international tätige Forschungs- und Entwicklungseinrichtung in der angewandten Erdbeobachtung. Es wird gebildet vom Institut für Methodik der Fernerkundung (IMF) und dem Deutschen Fernerkundungsdatenzentrum (DFD) und ist das Kompetenzzentrum für Erdbeobachtung in Deutschland. Die Institute IMF und DFD sind die führenden nationalen Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen in der Erdbeobachtung mit staatlicher Finanzierung. Die tragenden Kapazitäten des DFD sind gleichermaßen betriebliche Aufgaben (eigenes Zentrum für satellitengestützte Kriseninformation, Deutsches Satellitendatenarchiv, internationale Empfangseinrichtungen) und die Anwendung der Fernerkundung mit Schwerpunkt Landoberfläche, Atmosphäre und zivile Kriseninformation. Die Schwerpunkte des IMF liegen im wissenschaftlichen Bereich (Algorithmenentwicklung, Bildverarbeitung, Produktentwicklung).

Die wichtigsten Aufgaben des EOC sind:

  • Konzeption, Entwicklung und Betrieb eines integrierten Bodensegments für Erdbeobachtungsmissionen durch ein Bodenstationsnetz (Oberpfaffenhofen, Neustrelitz, Antarktis, kanadische Arktis) und das Deutsche Satellitendatenarchiv
  • Prozessorentwicklung zur Aufbereitung von Daten unterschiedlicher Fernerkundungssensoren, Systemintegration und operationelle Verarbeitung großer Datenmengen
  • Entwicklung und Erzeugung hochwertiger Geoinformation für die Umwelterkundung, die Klima- und Atmosphärenforschung sowie für Aufgaben in den Bereichen zivile Sicherheit und humanitäre Hilfe
  • Entwicklung und Betrieb nutzerorientierter Service-Zentren für den schnellen, bedarfsgerechten und nachhaltigen Zugriff auf Daten, veredelte Produkte und Informationen
  • Bereitstellung und Betrieb optischer Sensorsysteme für die Flugzeugfernerkundung zur Vorbereitung, Kalibrierung und Validierung von Satellitensensoren und Datenprodukten
  • Konzeption neuer Sensorsysteme und Missionen (SAR, infrarot, multispektral und spektrometrisch).

Ausrichtung der Institute im Earth Observation Center:

Das IMF befasst sich primär mit Themen der sensorbezogenen Algorithmen- und Verfahrensentwicklung, während das DFD auf die Entwicklung kundenspezifischer Produkte abzielt.

  • Methodisch hat das IMF Schwerpunkte in der Radardatenverarbeitung und bei Verfahren der Bildinterpretation. Ein Schwerpunkt der Anwendung ist die Gewässerfernerkundung. Das DFD-Anwendungsportfolio umfasst die Bereiche Landoberfläche, zivile Sicherheit und Atmosphäre.
  • Operativ betreibt das IMF umfangreiche Kalibrieranlagen für optische Instrumente, das DFD hingegen das integrierte DLR-Nutzlastbodensegment für nationale und europäische Erdbeobachtungsmissionen.

Das EOC unterstützt DLR-intern, national und international geo- und atmosphärenwissenschaftliche Forschungsprojekte durch die Entwicklung und Bereitstellung der benötigten Daten und Information. Zur Erfüllung dieser interdisziplinär angelegten Aufgabe setzt das EOC sowohl physikalisches, mathematisch/informationstechnisches und ingenieurwissenschaftliches als auch fachspezifisches Know-how ein.

Standorte und Struktur:

Das EOC ist an drei DLR-Standorten vertreten:

  • Oberpfaffenhofen (ca. 350 Mitarbeiter und Sitz des Direktoriums),
  • Neustrelitz (ca. 50 Mitarbeiter) und
  • Berlin-Adlershof (ca. 15 Mitarbeiter)

Dazu kommen Arbeitsgruppen (insgesamt ca. 40 Mitarbeiter) an den DLR-Kooperationslehrstühlen der

Weitere Informationen:

Earth Observing System (EOS)

Erdbeobachtungsprogramm der NASA. Programmziele sind die Langzeitbeobachtung des Klimas, der marinen und terrestrischen Ökosysteme sowie der Aufbau eines unterstützenden Informationssystems, das nötig ist, um zu einem umfassenden Verständnis der Erde als System zu gelangen. EOS besteht aus einer Serie von klein- bis mittelgroßen Satelliten auf polarer Umlaufbahn, die seit 1999 das Kernstück des Earth Science Enterprise (ESE) der NASA darstellen.
Diese Erdsystemforschung soll die wissenschaftlichen Grundlage schaffen für gut begründete Entscheidungen im Umweltschutz und beim Umgang mit natürlichen Ressourcen.

Folgende, 2013 aktive Missionen sind Teil von EOS:

  • ACRIMSAT
    Forschungssatellit, der die Energieabstrahlung der Sonne, auch Total Solar Irradiance (TSI) genannt, und deren Auswirkung auf das irdische Klima untersucht. Der Start erfolgte im Dezember 1999.
  • Aqua
    Der Schwerpunkt des Aqua-Projektes ist die multi-disziplinäre Erforschung der miteinander in Wechselbeziehungen stehenden Prozesse in Atmosphäre, Meeren und auf Land und ihr Bezug zu Änderungen des Systems Erde. Der Start des Satelliten erfolgte am 4. Mai 2002.
  • Aura
    Das Ziel der Aura-Mission ist die Erforschung von Chemismus und Dynamik der Erdatmosphäre vom Boden bis zur Mesosphäre. Der Start des Satelliten ist für Januar 2004 vorgesehen.
  • Landsat-7
    Landsat 7 liefert systematisch gut kalibrierte, multispektrale, im Wesentlichen wolkenfreie, sonnenbeschienene digitale Bilder der Kontinente und der Küstenregionen in mittlerer Auflösung. Der Start erfolgte im April 1999.
  • Landsat-8
    Landsat-8 hat im Wesentlichen die gleichen Aufgaben wie frühere Landsat-Missionen und soll ganz bewusst die bisherigen Datenreihen fortsetzen. Der Start erfolgte im Februar 2013. Die Daten werden weiterhin kostenfrei zur Verfügung gestellt.
  • OSTM / Jason-2
    Mit seinem Zwei-Frequenz-Altimeter "Poseidon 3" dient Jason-2 der Bestimmung der Höhe von Meereswellen. Sein Start erfolgte im Juni 2008.
  • SORCE
    (Solar Radiation & Climate Experiment); die Aufgabe der SORCE-Mission ist die Messung der gesamten Sonnenstrahlung an der Obergrenze der Atmosphäre. Der Start erfolgte Anfang 2003.
  • Terra
    Die Terra-Mission befasst sich mit den Strahlungseigenschaften von Wolken und Aerosolen, mit Austauschprozessen zwischen Luft-Boden und Luft-Meer hinsichtlich Energie, Kohlenstoff und Wasser; ferner mit der Messung von wichtigen Spurengasen und Vulkanologie. Der Satellit wurde im Dezember 1999 gestartet.

Weitere Informationen:

Earth Probe (TOMS/EP)

1996 gestarteter Satellit der NASA mit dem Instrument TOMS zur täglichen und weltweiten Messung des atmosphärischen Ozons. Daneben zeichnet TOMS Schwefeldioxid-Emissionen von Vulkanausbrüchen auf. Man hofft mit diesen Daten die gleichzeitig ausgestoßenen Aschewolken besser aufspüren zu können. Mögliche Gefährdungen des Luftverkehrs können so vermieden werden. Die Mission wurde 2006 beendet.

Earth Probes

Aufgabenspezifische Satelliten und Instrumente die zur Datengewinnung durch die NASA vor dem Start der EOS-Missionen ins All geschossen wurden. Sie sind kleiner als die EOS-Satelliten und sollen deren breites Spektrum von Umweltbeobachtungen mit eng begrenzten Aufgaben ergänzen. Dazu gehört der Niederschlag in den Tropen (TRMM), die Produktivität der Ozeane (SeaWiFS), das atmosphärische Ozon (TOMS) und die meeresnahen Winde (NSCAT).

Earth Radiation Budget Experiment (ERBE)

Ein Experiment von NASA und NOAA zur Erhebung von Daten, mit denen der durchschnittliche Strahlungshaushalt der Erde untersucht und der Energietransport vom Äquator zu den Polen bestimmt wurden. Dazu wurden drei Satelliten auf verschiedenen Umlaufbahnen eingesetzt: der Earth Radiation Budget Satellite, ERBS (Start im October 1984), NOAA-9 (Start im December 1984), and NOAA-10 (Start im September 1986).

Darstellung der durchschnittlichen auf ein Jahr bezogenen Netto-Ausstrahlung der Erde für den Zeitraum 1985-86 Grafische Darstellung von ERBE-Daten


Darstellung der durchschnittlichen auf ein Jahr bezogenen Netto-Ausstrahlung der Erde für den Zeitraum 1985-86. Unter Netto-Ausstrahlung versteht man die Differenz zwischen eingehender Sonnenstrahlung, die von der Erde absorbiert wird und der in das Weltall ausgehenden Infrarotstrahlung der Erde. Die Netto-Ausstrahlung ist generell positiv in niederen Breiten (orange, rot, pink) und negativ in hohen Breiten (grün, blau).

 
1 µm (Mikrometer)
Quelle: NASA GSFC (R.o.)

Darstellung des durchschnittlichen auf ein Jahr bezogenen, wolkenbedingten Netto-Strahlungsantriebs (net cloud radiative forcing) der Erde für den Zeitraum 1985-86. Der wolkenbedingte Netto-Strahlungsantrieb ist das Ergebnis von zwei gegenläufigen Effekten: (1) Treibhauswirksamkeit von Wolken (oder positiver Antrieb) - Wolken verhindern die Ausstrahlung von Wärme in das Weltall und (2) Kühlwirkung der Wolken (oder negativer Antrieb) - Wolken reflektieren eingehende Sonnenstrahlung zurück ins Weltall.
Die relativ großen Flächen, auf denen die Abkühlung am stärksten ist, werden durch die Farben gelb, grün und blau dargestellt. In einigen Gebieten tragen Wolken zur Erwärmung bei, was durch die Farben orange, rot und pink dargestellt wird.
Insgesamt haben Wolken einen Temperatur-mindernden Einfluss auf die Temperaturen an der Erdoberfläche (Earth Radiation Budget Experiment data on the Earth Radiation Budget Satellite and the NOAA-9 satellite. Data processed at NASA Langley Research Center.)

 

Weitere Informationen: Earth Radiation Budget Experiment - Startseite (NASA)

Earth Resources Observation and Science (EROS) Center

Das Earth Resources Observation and Science (EROS) Center des USGS verarbeitet und vertreibt Daten von Landsat und andere Erdbeobachtungssatelliten sowie andere Formen von geographischen Informationen. Es verwaltet und unterhält ein nationales Archiv von Fernerkundungsdaten und wissenschaftlichen Informationen.
Viele Daten werden kostenlos über das Internet vertrieben (z.B. MODIS oder LANDSAT), andere sind kostenpflichtig. Die Zentralen Datenkataloge bzw. Downloadportale des EROS Data Centers sind das EOS Data Gateway und der Earth Explorer.

Weitere Informationen:

Earth Science Enterprise (ESE)

Internationales Forschungsprogramm mit dem Ziel, die Umwelt unserer Erde als ein System zu begreifen. Eine der wichtigsten Herausforderungen für ESE ist es, den globalen Wandel zu beobachten, verstehen, modellieren, bewerten und schließlich vorherzusagen. Die Beschäftigung mit dieser Aufgabe wird dazu beitragen, die Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf unsere Umwelt (z.B. Waldrodung, Verbrauch fossiler Brennstoffe) zu beurteilen und anthropogene Veränderungen von den Auswirkungen natürlicher Ereignisse (Vulkanausbrüche, Erosion) unterscheiden zu lernen.

ESE benutzt raumfahrt-, flugzeug- und bodengestützte Messungen um die gewonnenen Daten in kartographische Langzeit-Darstellungen der Wolkensysteme, der Wasser- und Landvegetation, des atmosphärischen Ozons, der Meereoberflächentemperatur und anderer globaler Parameter umzusetzen. Kernstück des ESE sind die Satelliten des EOS.

Earth System Model

s. System Erde

Earth Watch

Teil des Living Planet-Programms der ESA, das vor allem auf operationell betriebene Missionen ausgerichtet ist. Earth Watch steht im Kontext der europäischen Initiative Global Monitoring for Environment and Security (GMES), inzwischen umbenannt in Copernicus.
Aktuelle operationelle Missionen sind die Wettersatelliten von EUMETSAT (z.B. MSG-1), TerraSAR, Fuegosat, Radarsat (Kooperation mit Kanada), Cosmo-Skymed und bis 2012 ENVISAT. In mittelfristiger Planung befinden sich Ocean Earth Watch und die Nachfolgemission zu Jason.

EarthCARE

Engl. Akronym für Earth Clouds, Aerosols and Radiation Explorer; eine für 2018 geplante europäisch-japanische Mission zur Untersuchung von Wirkung und Wechselwirkung von Aerosolen und Wolken in Bezug auf die Strahlungsbilanz der Erde.
EarthCare ist die sechste Earth-Explorer-Mission der ESA im Rahmen ihres Erderkundungsprogramms „Living Planet“. Als industrieller Hauptauftragnehmer ist Astrium verantwortlich für Entwicklung und Bau des Erdbeobachtungssatelliten.

Die EarthCARE-Mission zielt auf eine bessere Darstellung und Erfassung des irdischen Strahlengleichgewichts in Klima- und digitalen Wettervorhersagemodellen ab. Dies soll durch die Ermittlung der vertikalen Verteilung von Wolken und Aerosolen sowie die Messung der Strahlung in der oberen Atmosphäre erfolgen. Aerosole bestimmen die Zusammensetzung der Wolken, die wiederum für die Bildung von Niederschlägen verantwortlich sind.

Die Wärmeströmung beeinflusst ihrerseits die Feuchtigkeit in der Stratosphäre. Die Beobachtungen von EarthCARE werden somit durch die verbesserte Darstellung von Wolken-, Aerosol- und Strahlungsprozessen zu zuverlässigeren Klima- und genaueren Wettervorhersagen beitragen.

Der Satellit wird ca. 1,7 Tonnen wiegen und in eine quasi-polare Umlaufbahn mit einem Neigungswinkel von 97° und einer Höhe von etwa 400 Kilometern eingebracht werden. Seine Nutzlast wird aus vier Instrumenten bestehen: ein Rückstreulidar (ATLID), ein Breitbandradiometer und ein Multispektralbildgeber (MSI), die von der ESA entwickelt werden, sowie ein von der JAXA entwickeltes Wolkenradar. Der Instrumentensatz wurde optimiert, um entlang der Flugbahn des Satelliten Daten über nebeneinander liegende Bereiche der Atmosphäre bereitzustellen.

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Quelle: ESA

EarthCare

Die Nutzlast des Satelliten besteht aus vier Instrumenten:

Das Atmospheric Lidar (ATLID) liefert vertikale Profile von Aerosolen und dünnen Wolken. Es arbeitet mit einer Wellenlänge von 355 nm und hat einen spektral hochauflösenden Empfänger und einen Depolarisationskanal.
Das Cloud Profiling Radar (CPR) liefert vertikale Profilmessungen von Wolken und besitzt die Fähigkeit, die Vertikalgeschwindigkeit von Wolkenpartikeln durch Dopplermessungen zu beobachten. Es arbeitet mit 94 GHz.

Der Multispektralbildgeber (MSI) liefert Informationen zu Wolken und Aerosolen quer zur Flugrichtung, wobei er Kanäle im sichtbaren Bereich, nahen Infrarot, im kurzwelligen und thermalen Infrarot verwendet.
Das Breitbandradiometer (BBR) liefert Messungen der Strahlung in der oberen Atmosphäre. Es hat einen kurzwelligen und einen langwelligen Kanal für drei fixe Beobachtungswinkel, die in Flugrichtung, senkrecht nach unten und rückwarts ausgerichtet sind.

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Weitere Informationen:

EarthExplorer (EE)

Eine Client/Server-Schnittstelle, die Zugang zum Earth Resources Observation and Science (EROS) Center Archiv des U.S. Geological Survey (USGS) ermöglicht. Das EROS-Archiv ist eine umfassende Sammlung von landbezogenen Fernerkundungsdaten mit nationaler wie erdweiter Abdeckung.

Weitere Informationen:

Earthnet Online

Earthnet Online ist der Eingang zu wissenschaftlich-technischen Informationen über Erdbeobachtungsaktivitäten der europäischen Weltraumagentur ESA. Das Webportal bietet reichhaltige Inhalte, die über eine Zeit von mehr als zehn Jahren zusammengetragen wurden. Es handelt sich um detaillierte (technische) Informationen bezüglich

  • Erdbeobachtungsmissionen,
  • Satelliten und Sensoren,
  • Erdbeobachtungsdatenprodukte und -dienste,
  • Online Ressourcen wie Kataloge und eine Dokumentenbibliothek,
  • einem Bereich, der der Anwendung von Satellitendaten gewidmet ist und
  • Zugang zu Satellitenbildern für Werbezwecke.

earthnet

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Quelle: ESA
Startbildschirm von Earthnet Online

Earthnet Online ist der Zugang zu wissenschaftlich-technischen Informationen über Erdbeobachtungsaktivitäten der europäischen Weltraumagentur ESA. Das Webportal bietet umfangreiche Inhalte, die seit über zehn Jahren zusammengetragen wurden: Detaillierte technische Informationen über Erdbeobachtungsmissionen, Satelliten und Sensoren, EO-Datenprodukte und -dienste, Online-Ressoursen wie Kataloge und Bibliotheken, eine Sektion, die sich den Anwendungen von Satellitendaten widmet, sowie Zugang zu Satellitenbildern für Promotionszwecke.
Earthnet Online stellt auch die neuesten Technikinformationen über Missionen der ESA oder anderen Betreibern zur Verfügung, auch über Workshops, das Portal beinhalt ferner Unterseiten zu den Satelliten Envisat und ERS.
Earthnet Online wendet sich vorrangig an Nutzer von Erdbeobachtungsdaten, aber auch an Organisationen sowie an Einzelpersonen mit einem spezifischen Interesse an Erdbeobachtung.

 

Earthnet Online stellt auch die neuesten Informationen über Erdbeobachtungsmissionen sowohl der ESA als auch der von externer Seite (Third Party EO missions) zur Verfügung, sowie aktuelle Informationen über Workshops.
Hauptzielgruppe des Portals sind EO-Datennutzer, aber auch Organisationen und Einzelpersonen, die ein spezielles Interesse an der Fernerkundung haben.
Zusammen mit dem EO Help Desk und dem EO Principal Investigator Portal, stellt Earthnet Online der Wissenschaftsgemeinde Dienste zur Verfügung, die den Zugang zu EO-Daten über das Bodensegment ermöglichen.

Weitere Informationen:

EARTHWATCH

Initiative der UN zur Koordinierung, Harmonisierung und Initiierung von Aktivitäten zur Umweltbeobachtung aller UN-Agenturen. Wesentlicher Bestandteil sind dabei Fernerkundungsverfahren.

Weitere Informationen:

Echtfarbbild

Engl. true colour image; Rasterbild, das für jeden Bildpunkt drei Farbwerte (meist RGB) mit jeweils 256 (= 28) Abstufungen besitzt. Daraus ergibt sich ein Speicherbedarf von 24 Bit pro Pixel. Insgesamt sind das 16.777.216 (= 224) mögliche Farbwerte.

Echtfarben

Die Kombination von Kanälen aus dem sichtbaren Wellenlängenbereich (drei Primärfarben Rot, Grün, Blau; 0,4-0,7 Mikrometer) ergibt in der richtigen Verarbeitung ein scheinbar natürliches Bild, so wie das menschliche Auge das Gebiet aus einem Flugzeug sehen würde.

Echtfarbendarstellung

Engl. true colour representation; je höher die Anzahl der darstellbaren Farben, desto naturgetreuer ist das Bild. Die Echtfarbdarstellung, auch TrueColor-Modus genannt, ermöglicht die Anzeige von rund 16,7 Millionen Farben und eignet sich wegen der realistischen Farbwiedergabe optimal für Photo- oder Video-Anwendungen.

Weitere Informationen: How To Make a True-Color Landsat 8 Image (NASA Earth Observatory)

ECV

Siehe Essentielle Klimavariablen

Echtzeit

Verarbeitung ohne störende Verzögerung im Ablauf.

Eduspace

Mehrsprachige Webseite der ESA für die Arbeit mit Fernerkundungsdaten an Gymnasien und Realschulen. Die unter der Schirmherrschaft der EURISY entwickelte Initiative zielt darauf ab:

  • Lehrer dazu anzuregen, die Erdbeobachtung in ihren Unterricht zu integrieren
  • Eine berufsbegleitende Weiterbildung für Lehrer zu unterstützen
  • Lehrer für gemeinschaftliche Projekte über Erdbeobachtung zu gewinnen
  • Die Zusammenarbeit durch die Bereitstellung von fertigen Unterrichtseinheiten zu fördern
  • Schüler in ihrem Interesse für die Umwelt zu stärken
  • Lehrern und Schülern zu helfen, die für ihre Projekte nötigen Mittel zusammenzustellen
  • Werkzeug und Material zur Verfügung zu stellen
  • Interaktionen zwischen Projektteilnehmern zu ermöglichen
  • Eine Plattform für Öffentlichkeit, Industrie und nationale und internationale Weltraumorganisationen zu schaffen, die das Europäische Erdbeobachtungssystem vorstellt

Die Web-Site umfasst Themen wie:

  • Europa vom Weltall aus gesehen
  • Himalaya from Space
  • Afrika aus dem Weltraum
  • Globale Veränderungen
  • Katastrophenmonitoring
  • Grundlagen der Erdbeobachtung
  • Instrumente zur Bildverarbeitung
  • Das Schulnetz
  • Neuigkeiten, Informationen und Links
  • Suchmaschine

Jedes Hauptthema wird zusammen mit einer kurzen Vorstellung der Nebenthemen eingeführt. Zu jedem Nebenthema wird eine ausführlichere Einleitung mit Links zu Hilfsmitteln (Daten und weiteren Links), Projekten und Fallstudien geliefert. Die Ressourcen bestehen aus Links und Datenbanken von Satellitenbildern von verschiedenen Sensoren, die angewählt und heruntergeladen werden können.
Die Projekte werden Lehrern und Schülern als Anregungen vorgestellt. Es handelt sich um Aktivitäten im Zusammenhang mit der Interpretation von Satellitenbildern auf der Grundlage entsprechender Kenntnissen über die Gegebenheiten des Geländes. Sie sollen aber auch dazu führen, weitere Informationen außerhalb der Schule oder aus Fachliteratur zu sammeln. Einige Projekte sind nur kurze und anregende Arbeiten, bei denen der Gebrauch der Werkzeuge und der in der Web-Seite vorhandenen Daten geübt wird.

Bei den Fallstudien handelt es sich um Material für tiefergehende Studien über bestimmte Bereiche, die sich auf die regionale Geographie beziehen. Die Themen sind aber häufig allgemeiner Natur und die Fälle können unabhängig von ihrer geographischen Lage als praktische Anwendungen von Umweltproblemen betrachtet werden. Fallstudien bieten eine Fülle von Fotos, Satellitenbildern, Texten und Links. Das Material kann entweder auf traditionelle Art und Weise benutzt oder heruntergeladen, visualisiert und studiert werden. Die dazu erforderliche PC-Software ist vorhanden. Die Anweisungen zu deren Gebrauch sind selbst für Personen mit geringen Computerkenntnisse leicht verständlich. Besonderer Wert wird auf die Anwendung eines Geographischen Informationssystems gelegt. In den meisten Fällen ist ein vollständig integrierter Datensatz vorhanden.

Weitere Informationen: eduspace - Startseite dt. (ESA)

EFTAS

Die 1988 gegründete EFTAS Fernerkundung Technologietransfer GmbH mit Sitz in Münster ist in Deutschland einer der führenden Dienstleister für:

  • Luftbildinterpretation
  • Satellitenbildauswertung
  • Digitale Photogrammetrie
  • Geo-Informationssysteme
  • Schulung/Consulting

Zu den Kunden von EFTAS zählen kommunale, nationale wie internationale Behörden ebenso wie Auftraggeber aus der Privatwirtschaft. Von der kleinen Gemeinde bis hin zu europäischen Institutionen werden kundenspezifische Lösungen durch Fernerkundung und GIS erarbeitet. EFTAS ist seit 1999 nach ISO 9001 zertifiziert.

Weitere Informationen:

e-GEOS

Distributor von Satelliten- und Luftbilddaten mit Sitz in Rom. e-GEOS betreibt zwei Erdbeobachtungszentren in Matera (Italien) und in Neustrelitz (Deutschland). Zu den Produkten gehören Daten der unterschiedlichsten Sensortypen auf Satelliten wie COSMO-SkyMed, GeoEye-1, IKONOS, QuickBird, Landsat, Envisat,ERS, IRS, Radarsat, WorldView. e-GEOS ist im Besitz von Telespazio (80 %) und ASI (20%). Zur e-GEOS-Gruppe gehören GAF und Euromap, Aurensis, Telespazio Argentina und weitere.

Weitere Informationen: e-GEOS - Startseite

EGNOS

Engl. Akronym für European Geostationary Navigation Overlay Service; auf der Kombination eines Satelliten- und Bodensystems basierender Navigationsdienst, das mit GPS arbeitet, aber für Europa präzisere Daten zur Positionsbestimmung liefert. EGNOS erweitert das bestehende militärische Navigationssystem GPS für zivile sicherheitskritische Anwendungen vor allem im Luftverkehr, aber auch für den Schienenverkehr und die Schifffahrt. Die Genauigkeit der Positionsbestimmung wird von zirka 20 Metern auf rund zwei Meter durch die Kombination von GPS mit EGNOS verbessert. Gleichzeitig erhöht sich für Europa die Verfügbarkeit der Navigationssignale. Außerdem wird ein zusätzliches Kontrollsignal (Integrität) gesendet, das die Nutzer vor fehlerhaften Signalen warnt.

egnos

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EGNOS

Unter der Bezeichnung EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay System) hat Europa sein erstes Navigationssystem entwickelt. Es basiert auf der Korrektur von Daten aus dem amerikanischen GPS.
Das Video links gibt einen Einblick in seine Anwendungen mit einem Schwerpunkt auf Landwirtschaft. Im Film wird die Arbeitsweise von EGNOS erklärt und sein Einsatzbereich beim Precision Farming. Das Video gibt auch einen Überblick über die Vorteile des Systems im Kontext von Galileo, dem künftigen europäischen Netz von Navigationssatelliten und seinem unterstützenden Bodensegment.

Quelle: ESA

 

Weitere Informationen: http://egnos-portal.gsa.europa.eu/

EGPM

Engl. Akronym für European Contribution to the Global Precipitation Measurement/Mission (unklare Nomenklatur); geplante Mission der ESA zur Ergänzung der internationalen globalen Niederschlagsmessungen (GPM). Dadurch bestehen auch enge Verbindungen zu GEWEX.
Der auf einer erdnahen Bahn fliegende, sonnensynchrone EGPM-Satellit wird mit einem fünfkanaligen Mikrowellen-Radiometer ausgestattet sein.

Eindringtiefe

Engl. depth of penetration, franz. profondeur de la pénetration; nach DIN 18716 die "Tiefe unter der Oberfläche eines Materials, in der die auftreffende Strahlung auf 37 % ihrer ursprünglichen Stärke abgeschwächt ist".

E-Learning und Fernerkundung

Unter E-Learning (engl.: electronic learning = „elektronisch unterstütztes Lernen“, wörtlich: „elektronisches Lernen“), auch als E-Lernen bezeichnet, werden – nach einer Definition von Michael Kerres – alle Formen von Lernen verstanden, bei denen elektronische oder digitale Medien für die Präsentation und Distribution von Lernmaterialien und/oder zur Unterstützung zwischenmenschlicher Kommunikation zum Einsatz kommen.
Für E-Learning gibt es - mit z.T. synonymischer Bedeutung - auch Begriffe wie: Online-Lernen (Onlinelernen), Telelernen, multimediales Lernen, computergestütztes Lernen, Computer-based Training, Open and Distance-Learning u.a.
In der Fernerkundung hat E-Learning in den letzten Jahren eine immer größer werdende Rolle eingenommen. Dies spiegelt sich insbesondere in der Vielzahl von angebotenen E-Learning-Materialien wider, die sich jedoch hinsichtlich Bekanntheitsgrad, Verfügbarkeit und Qualität sehr stark voneinander unterscheiden.

E-Learning-Angebote in der Fernerkundung
Nationale E-Learning-Angebote
 
Internationale E-Learning-Angebote
Digitale Fernerkundungsmethodik in den Geowissenschaften (IVV Geowissenschaften, Uni Münster)
http://ivvgeo.uni-muenster.de/vorlesung/FE_Script/Start.html
  Belgian Earth Observation (BEO) (EODesk)
http://eoedu.belspo.be/noflash/menu_en.htm
Fernerkundung in Schulen (FIS) (Arbeitsgruppe Fernerkundung des Geogr. Instituts, Uni Bonn)
http://www.fis.uni-bonn.de
• interaktive Lernmodule für die Fächer, Geographie, Biologie, Mathematik, Physik, Informatik
• Recherche- und Analysetools
• Tipps und didaktische Kommentare
  EO Education and Training - ESA-Portal zu Didaktik-Materialien bzgl. Erdbeobachtung für unterschiedliche Lern- und Trainingsstufen
https://earth.esa.int/web/guest/eo-education-and-training

eduspace - Learning with Earth Observation (esa)
http://www.esa.int/esaMI/Eduspace_DE/index.html (deutsche Version)
Fernstudienmaterialien Geoinformatik (FerGI) (Institut für Geoinformatik und Fernerkundung, Uni Osnabrück) - Anmeldung erforderlich - http://www.fergi.uni-osnabrueck.de/moodle/
• Airborne Laserscanning (Deutsch und Englisch)
• Segmentierungsverfahren in der Fernerkundung (Deutsch)
• Fusion von Fernerkundungs- und GIS-Daten (Englisch)
  Canada Center for Remote Sensing - Remote Sensing Tutorials
http://www.nrcan.gc.ca/earth-sciences/geography-boundary/remote-sensing/fundamentals/1430
geoinformation.net (Institut für Kartographie und Geoinformatik, Uni Bonn)
http://www.geoinformation.net
• Fernerkundung
  Center for Biodiversity and Conservation (American Museum of Natural History, NY) - Remote Sensing Resources
http://biodiversityinformatics.amnh.org/index.php?section=rsr
Geographie und Fernerkundung (Institut für Geographie, Uni München) - Leider nur noch mit PW!
http://www.geographie.uni-muenchen.de/iggf/multimedia/Start.htm
• Einführung in Fernerkundung
• Physik für Fernerkundler
• Arbeitsmethoden der Fernerkundung
• Abbildende Stereoskopie
  COMET's MetEd training modules and courses (mit Anmeldung, die unten stehenden Beispiele sind eine Auswahl)
https://www.meted.ucar.edu/training_detail.php
• Microwave Remote Sensing: Overview, 2nd Edition
• Suomi NPP: A New Generation of Environmental Monitoring Satellites
• Weather Radar Fundamentals
• Monitoring the Climate System with Satellites
• Multispectral Satellite Applications: RGB Products Explained
GEOvLEx – Webbasierte Geovisualisierungen (Uni Halle-Wittenberg)
http://www.geovlex.de/
• Einführende Aspekte zur Fernerkundung
• Grundlagen der Digitalen Bildverarbeitung
• Temporale Auflösung von Fernerkundungsdaten
• Spektrale und Geometrische Auflösung von Fernerkundungsdaten
• Vegetationsklassifizierung mit Fernerkundungsdaten
• Fernerkundungsdaten – Bildkatalog zu Strukturtypen mitteldeutscher Bergbaufolgelandschaften
  NASA Education - for educators, for students (Office of Education)
http://www.nasa.gov/offices/education/about/index.html
Sehr umfangreiches, zielgruppenorientiertes Angebot rund um Raumfahrt, entwickelt auf der Basis einer beispielhaften Zielsetzung: 'NASA will continue the Agency’s tradition of investing in the Nation’s education programs and supporting the country’s educators who play a key role in preparing, inspiring, exciting, encouraging, and nurturing the young minds of today who will be the workforce of tomorrow.'
Lexikon der Fernerkundung (Webseite und DVD)
http://www.fe-lexikon.info
  Virtual globe faculty for remote sensing
http://www.noc.soton.ac.uk/bilko/
Satellitengeographie im Unterricht (Zentrale für Unterrichtsmedien im Internet e.V., ZUM; DFG)
http://www.satgeo.de
  Tracking Change over Time (USGS)
http://pubs.usgs.gov/gip/133/
Unterrichtsmaterialien (Arbeitsblätter, didaktische Hinweise) als downloadbare PDFs zur Arbeit mit dem kostenlosen Programm MultiSpec und Landsat-Daten
WEBGEO - Modul Fernerkundung
http://www.webgeo.de/fernerkundung/
  Remote Sensing Image Analysis and Applications (Penn State University, Dpt. of Geography)
https://www.e-education.psu.edu/geog883/
Intermediate-level course focusing on the use of remotely sensed imagery in geospatial applications.
Lerneinheiten zur Fernerkundung (SEOS)
http://lms.seos-project.eu/
  Principles of Remote Sensing (Singapore Science Center)
http://www.crisp.nus.edu.sg/~research/tutorial/rsmain.htm
Tutorial Fernerkundung (Lehrstuhl für Fernerkundung der Technischen Universität Dresden)
Link hier wg. Überlänge hinterlegt
  Remote Sensing Core Curriculum (International Center for Remote Sensing Education)
http://www.r-s-c-c.org/
    UNEP - Introduction to Remote Sensing
http://dewa03.unep.org/elearning/

Beachten Sie auch in der Linkliste der DVD-Version die Abschnitte

Elektro-L 1/2/ (Geostationary Operational Meteorological Satellite-1/2/3)

Satellitenmissionen der russischen Weltraumbehörde Roskosmos zu Hydrometeorologie, Klimatologie, Katastrophenmanagement (COSPAS-SARSAT), Datensammlung und -kommunikation. Sie sind Nachfolger von Elektro 1 (GOMS), ein Satellit, der nie im operationellen Betrieb war.

Elektro-L 1 (auch als GOMS 2 „Geostationary Operational Meteorological Satellite“ bezeichnet) wurde beim Jungfernflug der Startrakete Zenit-3SLBF (auch als Zenit-2SB oder Zenit-3F bekannt) am 20. Januar 2011 um 12:29 Uhr UTC von Baikonur aus erfolgreich in eine geostationäre Umlaufbahn gebracht. Elektro-L 1 soll 10 Jahre lang Wetterdaten im sichtbaren und infraroten Bereich liefern und dabei sein besonderes Augenmerk auf die Sturmsysteme im Bereich Asien, Mittlerer Osten und Indischer Ozean richten. Dieses Gebiet kann der Satellit aufgrund seiner Position bei 76° Ost auf der Äquatorebene sehr gut beobachten. Als Lebenserwartung für den Satelliten werden 10 Jahre angegeben. Die Kameras liefern alle 30 Minuten ein Bild mit einer Auflösung von 1 km pro Pixel im sichtbaren Bereich und 4 km pro Pixel im infraroten Bereich.

Satelliten dieses Typs sollen zukünftig gemeinsam mit dem 2009 gestarteten Meteor-M die Wetterbeobachtung für Russland übernehmen. Sie können von ihrer Position im geostationären Orbit ständig einen großen Teil der Erde beobachten. Da sich die Satelliten der Meteor-M-Reihe hingegen auf einer polaren Umlaufbahn in 830 km Höhe bewegen, können sie ein Gebiet mit höherer Genauigkeit jedoch nur zeitweise beim Überflug erfassen.
Die beiden weiteren Exemplare dieser Serie sollen 2013 bzw. 2015 folgen.

Weitere Informationen:

elektromagnetische Energie

Eine Form von Strahlungsenergie, die von einer Strahlungsquelle ausgesendet wird. Sie bewegt sich in einer sinusförmigen, harmonischen Wellenform fort. Sie wird gemessen über ihre Wellenlänge und ihre Frequenz. Es gibt viele gebräuchliche Arten dieser Energie wie z.B. Wärme, sichtbares Licht und Mikrowellen. Ihre Ausnutzung mittels Fernerkundungssystemen bietet eine wichtige Datenquelle für viele Fachgebiete.

elektromagnetische Strahlung

Engl. electromagnetic radiation franz. rayonnement électromagnétique; elektromagnetische Strahlung (emS) ist eine Form der Energieausbreitung, die von jeder Materie mit einer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt (-273,15 °C) ausgeht. Ein Beispiel für emS ist das sichtbare Licht mit seinen verschiedenen Farben, aber es gibt auch nicht sichtbare Strahlung, die denselben Gesetzen gehorcht.

Ein Körper, d.h. ein Objekt, absorbiert und/oder reflektiert dabei in Abhängigkeit von seinem Zustand (z.B. Erwärmung eines Körpers bzw. Wuchsstadium einer Pflanze) elektromagnetische Strahlung. Ein Teil der absorbierten Strahlung wird als Wärmestrahlung (Thermalstrahlung) emittiert.

Elektromagnetische Strahlung kann als Wellenstrahlung verstanden werden, d.h. als Wellen sich periodisch ändernder elektrischer und magnetischer Felder, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Diese Felder stehen senkrecht aufeinander und zur Ausbreitungsrichtung. Die Wellen entstehen durch Schwingung oder Beschleunigung elektrischer Ladungen. Die Wellen sind regelmäßige Änderungen der Felder, die in Sinus-Funktionen beschrieben werden (s. elektromagnetische Welle).
Gekennzeichnet wird emS durch die Frequenz n, die in Hertz (Hz) gemessen wird, oder die Wellenlänge l. Die Wellenlänge bezeichnet die Länge eines vollen Zyklus (von Maximum zu Maximum). Die Anzahl der Zyklen, die einen bestimmten Ort in einer Sekunde passieren, ist die Frequenz. Dabei gilt die Beziehung l · n = c, wobei c die Ausbreitungsgeschwindigkeit (= Lichtgeschwindigkeit) ist. In der Fernerkundung ist es weitgehend üblich, die Wellenlänge l zur Charakterisierung der elektromagnetischen Strahlung zu verwenden. Dazu werden folgende Einheiten benutzt:

1 nm (Nanometer) 1 · 10-9 m
1 µm (Mikrometer) 1 · 10-6 m
1 mm (Millimeter) 1 · 10-3 m

Die Gesamtheit der bei der emS vorkommenden Strahlung wird im elektromagnetischen Spektrum dargestellt.
Elektromagnetische Strahlung entsteht durch die Umwandlung anderer Formen von Energie. Die Sonne nutzt Kernenergie, Kerzen usw. nutzen chemische Energie, moderne technische Strahler nutzen meist elektrische Energie.
Elektromagnetische Wellen haben eine elektrische und eine magnetische Komponente. Das Spektrum der emS erstreckt sich von Wellen mit extrem hoher Frequenz und entsprechend kleiner Wellenlänge bis zu extrem niedriger Frequenz und großer Wellenlänge. Das sichtbare Licht stellt nur einen sehr kleinen Teil aus dem elektromagnetischen Spektrum dar. Das gesamte elektromagnetische Spektrum besteht, nach abnehmender Frequenz geordnet, aus Gammastrahlung, harter und weicher Röntgenstrahlung, Ultraviolettstrahlung, sichtbarem Licht, Infrarotstrahlung, Mikrowellen und Radiowellen.

Im Gegensatz zu Wasserwellen oder Schallwellen sind elektromagnetische Wellen bei ihrer Ausbreitung nicht auf Materie als Medium angewiesen. Daher können Licht-, Radio- und andere elektromagnetische Wellen auch den interplanetaren und den interstellaren Raum durchqueren und gelangen auf diesem Weg von den Sternen wie der Sonne zur Erde. Elektromagnetische Wellen sind aber ebenfalls in der Lage, sich durch Materie fortzupflanzen. So können sich diese Wellen nach bestimmten Gesetzmäßigkeiten (z. B. in Abhängigkeit der Frequenz) beispielsweise auch entlang von Strom- oder Glasfaserkabeln ausbreiten. Unabhängig von ihrer Frequenz bzw. Wellenlänge bewegen sich elektromagnetische Wellen im Vakuum stets mit der Geschwindigkeit von 299.792 Kilometern pro Sekunde fort (Lichtgeschwindigkeit). Jede emS weist die typischen Merkmale der Wellenausbreitung auf, also auch Beugung und Interferenz. Die Wellenlängen reichen von einigen milliardstel Zentimeter bis zu mehreren Kilometern. Abhängig von ihrer Wellenlänge bzw. Frequenz haben sie verschiedene Charakteristika, zu denen Durchdringungsvermögen, Wärmewirkung oder Sichtbarkeit gehören können.

Bei der emS einer Oberfläche unterscheidet man zwischen Reflexion (zurückgeworfenes Licht) und Emission (von der Oberfläche selbst ausgesandte Strahlung). Reflektiertes Sonnenlicht kann nur tagsüber gemessen werden, während Emissionen rund um die Uhr messbar sind.

Zwischen der Oberflächentemperatur eines Objektes und dem Strahlungsmaximum in einer bestimmten Wellenlänge besteht ein direkter Zusammenhang. Das bedeutet, dass die Oberflächentemperatur auf der Basis der entfernten Emissionsmessung bestimmt werden kann.

Die wichtigste Quelle von emS (für die Fernerkundung) stellt die Sonne dar. Die Atome der Sonne stehen unter hohem Druck und strahlen kontinuierlich. Die sichtbare Sonnenoberfläche hat eine Temperatur von etwa 6.000 K. Sie sendet Wellen aller Frequenzen aus, wenn auch mit unterschiedlicher Intensität. Das Emissionsmaximum liegt im Bereich des sichtbaren Lichts und des nahen Infrarots, genauer gesagt bei 0,5 µm. Dies ist im Bereich des Spektrums, für den das menschliche Auge am empfindlichsten ist.

Emission von Oberflächen in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur Emission von Oberflächen in Abhängigkeit
von der Oberflächentemperatur





Quelle: ESA Eduspace

Da die Erde nur wenig Energie in Form von sichtbarem Licht abstrahlt, ist sie selbst nur zu erkennen, weil sie das sichtbare Licht der Sonne reflektiert. Sonnenstrahlen, die auf die Erde auftreffen, werden entweder absorbiert oder reflektiert. Absorbierte Strahlen erwärmen die Erde, reflektierte Strahlen sind für das menschliche Auge sichtbar und können per Satellit gemessen werden. Der von einer Oberfläche reflektierte Prozentsatz des Sonnenlichts wird als Albedo-Wert angegeben.

Von besonderer Bedeutung für die Erdfernerkundung sind mehrere Spektralbereiche des elektromagnetischen Spektrums im sichtbaren Licht, im Infrarot und auch im Mikrowellenbereich. Das sichtbare Licht erstreckt sich im Wellenlängenbereich etwa zwischen 0,4 µm bis 0,7 µm, an das sich das Ultraviolett (kurzweilige Seite) und das Infrarot (längerwellige Seite) anschließen. Das Infrarot wird weiter unterteilt in das nahe Infrarot (etwa zwischen 0,7 µm bis 1,1 µm), in das kurzweilige Infrarot (etwa zwischen 1,1 µm bis 3 µm), in das mittlere Infrarot (etwa zwischen 3 µm bis 7 µm) und in das ferne Infrarot (etwa ab 7 µm), das auch Thermalstrahlung genannt wird. Dabei sind die verschiedenen Bereiche nicht scharf zu trennen, sie gehen ineinander über. Die Unterbereiche des Infrarots werden von verschiedenen Autoren zuweilen auch anders definiert. Es ist anzumerken, dass die Erdfernerkundung nur Teile dieser Spektralbereiche nutzen kann.

Für die Fernerkundung dient die emS als Medium zur Informationsübertragung. Die emS wird verfahrenstechnisch in zweifacher Hinsicht genutzt. Zum einen wird für eine Messung die natürliche Strahlung der interessierenden Wellenlängen genutzt (passive Verfahren), zum anderen werden definierte elektromagnetische Strahlungsquellen eingesetzt und die von der Zielgröße abhängigen Veränderungen bestimmt (aktive Verfahren, vor allem Radar und Lidar).

Als Problem erweist sich die Veränderung eines Nutzsignals durch die Atmosphäre. Diese wird durch Anwendung spezieller Methoden korrigiert (Atmosphärenkorrektur).

Elektromagnetische Strahlung kann entweder photographisch oder elektronisch erfasst werden. Bei dem photographischen Prozess bewirken chemische Reaktionen auf einer lichtempfindlichen Schicht eine Variation von Grautönen, hervorgerufen durch unterschiedliche Energie. Ein Luft- oder Satellitenbild kann aber auch digital vorliegen. Bei der Digitalisierung wird das Bild in eine Vielzahl rechteckiger Flächen (picture elements), den sogenannten Pixel eingeteilt. Nach dem Prozess der Umwandlung von Grautönen in elektrische Signale werden die Grautöne als Zahlen oder Digital Numbers (DN) dargestellt.

digitalisierung_1 Digitalisierungsvorgang

Rasterbild mit Grauwerten (z.B. 256 verschiedenen) und
Dezimaldarstellung der Grauwerte




Quelle: Wunderle / Oesch, Skript Geoinformatik Teil 3 (GIUBern)

Der Sensor zeichnet nicht kontinuierlich über das gesamte Spektrum die einfallende Energie auf, sondern nur in einzelnen Bändern bzw. Kanälen (channels). Diese Kanäle können wir unterschiedlich kombinieren und darstellen indem einzelne Kanäle den Grundfarben Rot, Grün und Blau (RGB) zugeordnet werden. Je nach der Größe der Digital Numbers in den verschiedenen Kanälen entstehen die unterschiedlichsten Farben auf dem Computerbildschirm.

elektromagnetische Welle

Engl. electromagnetic wave, franz. onde électromagnétique; in der Elektrodynamik Wellen des elektromagnetischen Feldes. Hierbei stehen elektrisches und magnetisches Feld stets senkrecht aufeinander und haben stets ein festes Größenverhältnis (in SI-Einheiten ist dieses durch die Lichtgeschwindigkeit gegeben). Eine elektromagnetsiche Welle ist gekennzeichnet durch die Frequenz (Häufigkeit der Schwingungen pro Sekunde) und die Amplitude (Abstand zwischen zwei Wellenlängenbergen bzw. -tälern). Jede Strahlenquelle sendet ein für sie typisches Gemisch vieler unterschiedlicher Wellenlängen aus, ihr Spektrum.

Das besondere an der elektromagnetischen Welle (z.B. im Vergleich zu einer Schallwelle) ist, dass kein Träger vorhanden sein muss; also eine solche Welle kann sich im absolut leeren Raum ausbreiten. Im Vakuum breitet sich eine elektromagnetische Welle mit der Vakuumlichtgeschwindigkeit aus. In einem Medium (also in Materie) verringert sich die Geschwindigkeit abhängig von der Permittivität und der Permeabilität des Stoffes. Zudem wird sie abhängig von der Frequenz der Welle (Dispersion). Elektromagnetische Wellen sind im elektromagnetischen Spektrum nach der Wellenlänge sortiert.

Wellen gehorchen der allgemeinen Gleichung:

c = v/λ (Geschwindigkeit = Frequenz/Wellenlänge)

Da c im Wesentlichen eine Konstante ist (3 x 108 m/sec), haben Frequenz v und Wellenlänge λ bei jeder beliebigen Welle einen inversen Bezug, und beide Begriffe können benutzt werden um eine Welle zu charakterisieren. In der Fernerkundung ist es üblich, die elektromagnetischen Wellen nach ihrer Lage innerhalb des elektromagnetischen Spektrums zu charakterisieren, bezogen auf ihre Wellenlänge. Die vorherrschende Maßeinheit zur Angabe der Wellenlänge im Spektrum ist das Mikrometer (mm).

Obwohl einzelnen Abschnitten des elektromagnetischen Spektrums aus Gründen der Zweckmäßigkeit bestimmte Bezeichnungen zugewiesen werden, wie z.B. 'ultraviolett' oder 'Mikrowelle', so ist doch festzuhalten, dass es keine klare Grenzlinie zwischen einem nominalen Spektralbereich und dem nächsten gibt. Die Einteilungen des Spektrums haben sich eher aus den verschiedenen Messmethoden für die unterschiedlichen Strahlungsarten ergeben, als aus den inhärenten Unterschieden der Energiecharakteristik verschiedener Wellenlängen.

Die meisten Fernerkundungssysteme arbeiten mit einem oder mehreren Abschnitten aus dem sichtbaren Teil des Spektrums, aus dem Infrarot-Bereich (IR) oder aus dem Mikrowellenbereich. Bezüglich des Infrarot-Bereichs des Spektrums muss angemerkt werden, dass nur die thermale IR-Energie direkt mit Wärmeempfindung verbunden ist; für die Energie des nahen IR und des mittleren IR trifft dies nicht zu.

Elektromagnetische Welle   Elektromagnetische Welle

Die Komponenten einer elektromagnetischen Welle umfassen eine sinusförmige elektrische Welle (E) und im rechten Winkel dazu eine ebenfalls sinusförmige magnetische Welle (M). Beide liegen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung.

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Quelle: Lillesand 2004 (verändert)
 
elektromagnetisches Spektrum

Engl. electromagnetic spectrum; die Gesamtheit strahlender Energiearten oder Wellenfrequenzen, von den längsten bis zu den kürzesten Wellenlängen als geordnetes System. Gewöhnlich wird das elektromagnetische Spektrum nach Wellenlängen geordnet, gelegentlich nach Frequenzen.

Die elektromagnetische Strahlung kann als eine Art Energieausbreitung, in Form einer geradlinigen Wellenstrahlung betrachtet werden. Zur Charakterisierung dient die Wellenlänge λ oder die Frequenz v. Dabei gilt:

λ = c/v (Wellenlänge = Geschwindigkeit/Frequenz)

Die Gesamtheit der bei der elektromagnetischen Strahlung vorkommenden Wellenlängen wird im elektromagnetischen Spektrum dargestellt.

Die Wellenlänge wird in Bruchteilen der Längeneinheit Meter wie Nanometer (nm) oder Mikrometer (mm) angegeben. Üblich ist aber auch die Angabe der Frequenz in Hertz oder Vielfache davon wie Megahertz (MHz), Gigahertz (GHz), Terahertz (THz) oder Petahertz (PHz). Diese Angaben werden vor allem bei Mikrowellen und langwelliger Strahlung verwendet. Daneben finden sich in der Wissenschaft auch Einheiten wie Wellenzahl (cm-1) oder Energie (Elektronenvolt, eV). Beispielsweise sind 550 nm gleich 0,55 mm gleich 545,1 THz gleich 18.182 cm-1 gleich 2,25 eV.

Die Grenzen der Spektralbereiche sind willkürlich definiert, die Bereiche gehen ineinander über. In der Praxis wird das an sich kontinuierliche elektromagnetische Spektrum in Bereiche und Unterbereiche eingeteilt (s. Tabelle).

Praxisorientierte Unterteilung des elektromagnetischen Spektrums (nach Kappas 2009)
Wellenlänge Frequenz Bezeichnung
0,2 nm - 125 nm 1499 PHz - 2,40 PHz Vakuumultraviolett (extremes UV)
125 nm - 200 nm 2,40 PHz - 1,50 PHz Vakuumultraviolett (Schumann-UV)
200 nm - 260 nm 1,50 PHz - 1,15 PHz ultraviolett (UV-C)
260 nm -320 nm 1,15 PHz - 937 THz ultraviolett (UV-B)
320 nm - 400 nm 937 THz - 750 THz ultraviolett (weiches UV) (UV-A)
400 nm - 780 nm 750 THz - 384 THz sichtbares Licht (VIS)
0,78 mm - 1mm 384 THz - 300 THz nahes Infrarot (NIR)
1 mm - 3,5 mm 300 THz - 85,7 THz kurzwelliges Infrarot (SWIR)
3,5 mm - 50 mm 85,7 THz - 6,00 THz mittleres Infrarot (MIR)
50 mm - 300 mm 6,00 THz - 999 GHz fernes Infrarot (FIR)
300 mm - 1 mm 999 GHz - 300 GHz Submillimeterwellen
1 mm - 1 cm 300 GHz - 30 GHz Mikrowellen (EHF)
1 cm - 10 cm 30 GHz - 3 GHz Mikrowellen (SHF)
10 cm - 1 m 3 GHz - 300 MHz Radiowellen (UHF)
1 m - 10 m 300 MHz - 30 MHz Radiowellen (VHF)

Diese Unterteilung des elektromagnetischen Spektrums wird oftmals noch feiner gegliedert. So kann der Bereich des sichtbaren Lichts in Farben unterschieden werden (blau 440-485 nm, grün 500-580 nm, rot 600-680 nm), im mittleren Infrarot werden Unterbereiche des thermischen IR und des Wasserdampf-IR ausgewiesen und im Bereich der Mikrowellen sind ehemals militärische Bezeichnungen wie C-Band, S-Band oder X-Band in Gebrauch.

In Luft- und Satellitenbildern wird die Wiedergabe der Erdoberfläche einerseits von den Eigenschaften des Sensors und andererseits von der elektromagnetischen Strahlung bestimmt, die bei der Aufnahme auf den Sensor einwirkt. Die Intensität der Strahlung und ihre spektrale Zusammensetzung sind von der Geländebeleuchtung und den Reflexionseigenschaften der Objekte abhängig.

Sensoren beispielsweise in Satelliten nehmen Energie aus dem elektromagnetischen Spektrum auf, aber was diese Detektoren auffangen, ist nur ein kleiner Teil des gesamten elektromagnetischen Spektrums. Nach Art ihrer Entstehung und nach der Wirkung der Strahlung teilt man das gesamte Spektrum in verschiedene Bereiche ein, die ohne scharfe Grenzen ineinander übergehen und sich teilweise überlappen. Gewöhnlich unterteilt man sieben Gruppen: Radiowellen, Mikrowellen, Infrarotwellen, sichtbares Licht, ultraviolette Wellen, Röntgenstrahlen, Gammastrahlen.

Das elektromagnetische Spektrum und die Bereiche verschiedener Sensoren

Das elektromagnetische Spektrum
und die Bereiche verschiedener Sensoren






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Quelle: Albertz, Jörg (2001

Den Wellenlängenbereichen des elektromagnetischen Spektrums ist die Strahlungsenergie der Sonne und die Durchlässigkeit der Atmosphäre gegenübergestellt. In der Atmosphäre nimmt die Intensität der Sonnenstrahlung durch Streuung und Absorption in Funktion der Streupartikelgröße und der Wellenlänge ab (atmosphärische Extinktion). Zur Fernerkundung können nur einzelne Bereiche in "atmosphärischen Fenstern" benutzt werden. Eine große Strahlungsdurchlässigkeit besteht dabei im sichtbaren Bereich des Spektrums, im nahen, im mittleren und im thermalen Infrarot sowie in hohem Maße im Mikrowellenbereich des elektromagnetischen Spektrums. Über die Atmosphärenkorrektur der Bilddaten werden die durch die Extinktion bedingten störenden Einflüsse minimiert.

Durch Interaktion der Strahlung mit der Erdoberfläche werden je Charakteristik der Erdoberfläche manche Strahlungsanteile reflektiert, andere absorbiert. Das Muster der Reflexion als Funktion der Wellenlänge wird objektspezifische Spektralsignatur genannt und ist Kenngröße für die spektrale Unterscheidbarkeit von Objektklassen.

Mikrowellen unterscheiden sich grundlegend von der elektromagnetischen Strahlung im optischen und im thermalen Spektralbereich. Die Mikrowellen werden von der Atmosphäre d.h. von Wolken, Rauch, Dunst, Schnee und Regen nicht gestört. Folglich ist ihre Anwendung in der Fernerkundung wetterunabhängig. Die Radarsysteme nutzen die Mikrowellenstrahlung bestimmter Frequenzbereiche.

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Elevation

Erhebungswinkel des Satelliten über den Horizont.

Ellipsoid

Dreidimensionale Form, deren Oberfläche mathematisch beschrieben werden kann, so dass Koordinaten für Positionen auf der Oberfläche angegeben werden können. Ein Ellipsoid, das am genauesten die Oberfläche der gesamten Erde annähert, wird globales geodätisches Datum genannt, während nationale Bezugssysteme eher die Erdoberfläche an dieser Stelle approximieren. Beispiele sind das Bessel-Ellipsoid, das Krassowskij-Ellipsoid aber auch WGS'84 (World Geodetic System).

elliptischer Orbit

Aufgrund von Gravitation und Fliehkraft sind elliptische Bahnen im Weltall der Regelfall für umlaufende Bahnen (Orbits).

Emission

In der Physik die Abstrahlung von elektromagnetischer Energie durch Körper, deren Temperatur über dem absoluten Nullpunkt (0 K, also −273,15 °C) liegt. Die ungeordnete Bewegungsenergie der Atome und Moleküle ist temperaturabhängig. Die elektrischen Ladungen der Teilchen werden beschleunigt, verzögert und aus der Bewegungsrichtung abgelenkt und geben daher elektromagnetische Energie ab. Die Intensität der von einem Körper ausgesendeten Strahlung hängt aber nicht nur von der Temperatur, sondern auch von den Materialeigenschaften und der Oberflächenbeschaffenheit ab. Unterschiedliche Körper mit gleicher Temperatur emittieren Strahlung in Proportionalität zum jeweiligen Absorptionsvermögen.
Der spektrale Emissionsgrad ε(λ) beschreibt die Material- und Oberflächenabhängigkeit der Emission von elektromagnetischer Strahlung.

Es gilt: ε(λ) = α(λ)

Maximale Emission wird durch einen vollständig absorbierenden Körper (schwarzer Körper) erfolgen. Das Ausmaß der thermischen Emission eines schwarzen Körpers ist von der Temperatur des Körpers abhängig und wird durch das Plancksche Strahlungsgesetz in bezug auf die spektrale Strahldichte formuliert. Diagramme emittierter spektraler Strahldichtewerte für schwarze Körper mit Temperaturen, die der Oberflächentemperatur der Sonne bzw. der Erde entsprechen, zeigen, dass die Sonne bei einer Wellenlänge von 0,48 µm, also im Bereich des sichtbaren Lichtes, für die Erde bei einer Wellenlänge von ca. 10 µm liegt.
Nach Integration des Planckschen Strahlungsgesetzes über den gesamten Wellenlängenbereich zeigt das Stefan-Boltzmann-Gesetz die starke Abhängigkeit der emittierten spektralen Strahldichte von der Temperatur. Eine weitere Umformung ergibt das Wiensche Verschiebungsgesetz, das die Proportionalität von Wellenlänge maximaler Emission und Temperatur beweist.
Bei identischer Temperatur wird ein beliebiger Körper nun eine spektrale Strahldichte aufweisen, die um den Faktor ε(λ) kleiner als jene des schwarzen Körpers ist. Für das Emissionsvermögen eines teilweise transparenten Körpers (z.B. Atmosphäre) gilt die Beziehung:

ε(λ) = 1-τ(λ), mit τ(λ) für spektrale Transparenz.

Die Messung emittierter Strahlung kann mit Scannern erfolgen. Der auf die Detektorfläche auftreffende Strahlungsfluss ergibt sich mit Kenntnis von optischen Parametern des Sensorsystems und der emittierten Strahldichte, die dem Integral des Produktes aus spektraler Strahldichte des schwarzen Körpers mit der Temperatur des entsprechenden Bildelementes auf der Erdoberfläche und dem spektralen Emissionsgrad über den spektralen Empfindlichkeitsbereich des jeweiligen Detektors entspricht.

Emissionsgrad

Engl. emissivity; dimensionslose Zahl, die die Absorptions- und Emissionseigenschaften eines realen Körpers beschreibt. Der Emissionsgrad eines Körpers mit einer Temperatur T0 entspricht dem Quotienten aus Strahlung des Körpers bei Temperatur T0 und Strahlung eines schwarzen Körpers bei Temperatur T0. Nach dem Kirchhoffschen Gesetz ist der Emissionsgrad eines Körpers gleich dem Absorptionsgrad a. Im folgendem zeigt eine Tabelle die Emissionsgrade verschiedener Materialien im Wellenlägenbereich von 8 bis 14 µm.

Emissionsgrad ausgewählter Oberflächen im Wellenlägenbereich von 8 bis 14 µm
Oberfläche Emissionsgrad Oberfläche Emissionsgrad
Granit, rauh 0,898 Wasser, verschiedene Verschmutzung 0,973-0,979
Basalt, rauh 0,934 Wasser mit Ölschichten 0,96-0,979
Basalt-Splitt, fein 0,952 Schnee 0,99
Dolomit, rauh 0,958 Eis 0,98
Sandsteine 0,935-0,985 Verschiedene Pflanzenblätter 0,92-0,97
Sande (verschiedener Wassergehalt) 0,88-0,985 Rasen, dicht, kurz 0,973
Vulkanaschen 0,965-0,98 Luzerne, dichter Bestand 0,976
Böden 0,936-0,98 Baumrinden 0,94-0,97
Beton 0,942-0,966 Aluminium, matt schwarz 0,97
Asphalt 0,95-0,956 Aluminium, poliert 0,06

Die in der Literatur publizierten Emissionsgrade sind sehr unterschiedlich.

Emissionskoeffizient

Der Emissionskoeffizient ε, kennzeichnet das spezifische Emissionsvermögen von Oberflächen (vgl. Tab.).
Er ist das Verhältnis der Ausstrahlung der Oberfläche bei einer bestimmten Temperatur T zur Ausstrahlung eines schwarzen Körpers mit der gleichen Temperatur. Zur Anwendung des Stefan-Boltzmann-Gesetzes auf natürliche Oberflächen wird es um den jeweiligen Emissionskoeffizienten erweitert.

Emissionskoeffizienten ε einiger Oberflächen im längerwelligen Spektralbereich (8-14 mm)
Oberfläche ε Oberfläche ε
Schwarzkörper 1 Granit 0,89 - 0,90
Eis, Wasser 0,96 - 0,99 Laubwald 0,95
Schnee 0,85 - 0,99 Nadelwald 0,97
Beton 0,92 - 0,97 Wiese 0,99
Asphalt 0,96 trockenes Grasland 0,88
Holz, Papier 0,92 - 0,94 landwirtschaftliche Kulturen 0,94
Kies 0,91 - 0,92 Sandboden 0,90 - 0,95
Ziegel, Mörtel, Putz 0,91 - 0,93 Lehmboden 0,93 - 0,98
Quelle: nach Häckel (1990), Hildebrandt (1996), aus 'Lexikon der Geowissenschaften'
Emissivität

Abstrahlungsvermögen einer Oberfläche gemessen in Prozent des Abstrahlungsvermögens eines physikalisch schwarzen Körpers mit 100% Emissivität.

Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+)

Opto-mechanisches Abtastsystem an Bord von Landsat-7, das gegenüber den Vorgängern MSS und TM deutliche Verbesserungen aufweist: 1 zusätzlicher Kanal (panchromatisch) mit einer Pixelauflösung von 15 m, mit 60 m eine verbesserte geometrische Auflösung im Thermalkanal u.w.

Der ETM+ im Reinraum

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Parana River Diversion Landsat ETM+

Links: Der ETM+ im Reinraum

Quelle: Smithsonian NASM

Rechts: Der Yacyretá-Staudamm verändert den Lauf des Paraná .
Das Fluss-System des Paraná ist nach dem des Amazonas das zweitgrößte in Südamerika. Mehr als 100 Millionen Menschen und einige der seltensten Arten unserer Erde hängen vom Wasser des Paraná-Systems ab.

Aufnahmedaten:
25. Mai 1985, 18. Dezember 1999, 7. Juni 2010

Quelle: USGS
 

Weitere Informationen:

EnMAP

Engl. Akronym für Environmental Mapping and Analysis Programme; die erste deutsche hyperspektrale Satellitenmission zur Erdbeobachtung. Die Mission soll 2017/18 starten und ist auf fünf Jahre ausgelegt. Ziel ist die Bereitstellung von qualitativ hochwertigen hyperspektralen Daten zum zeitlich hochaufgelösten Monitoring von geo- und biosphärischen Parametern der Erdoberfläche. Dies ermöglicht die Beantwortung aktueller Fragen aus den Bereichen Umwelt, Landwirtschaft, Landnutzung, Wasserwirtschaft und Geologie in einem globalen Maßstab. Die durch den Satelliten gewonnenen Daten sollen neue Nutzungsmöglichkeiten eröffnen.

Herkömmliche multispektrale Sensoren nehmen die von der Erde reflektierte Strahlung in wenigen, spektral sehr breiten Kanälen auf. Aus ihnen lassen sich zuverlässige qualitative Informationen z.B. über die Landbedeckung und deren räumliche Verteilung ableiten. Für quantitative Informationen hingegen, wie die Nährstoffversorgung von Ackerpflanzen, die Wasserqualität von Seen oder die Identifikation von Bodenmineralen werden spektral hochaufgelöste Daten benötigt.

Der Satellit EnMAP trägt ein Spektrometer, welches die Erdoberfläche in kontinuierlichen Spektren aus 250 schmalen Kanälen abbildet. Damit können quantitative, diagnostische Informationen über Vegetation, Landnutzung, Gesteinsoberflächen und Gewässer gewonnen werden. Die Daten geben Auskunft über die mineralogische Zusammensetzung der Gesteine, die Schädigung von Pflanzen durch Luftschadstoffe oder den Grad der Bodenverschmutzung.

Das GFZ Potsdam hat die wissenschaftliche Leitung der EnMAP-Mission, das Management übernimmt die Raumfahrtagentur des DLR. Die Entwicklung des Sensors und die Systemführerschaft liegt bei Kayser-Threde. OHB System baut den Satellitenbus. Das Bodensegment wird vom Earth Observation Center (EOC) am DLR in Oberpfaffenhofen geplant, aufgebaut und betrieben. Dabei übernehmen das Raumfahrt-Kontrollzentrum (GSOC) mit seinen Multi-Mission Kontrollzentren und das Deutsche Fernerkundungsdatenzentrum (DFD) zusammen mit dem Institut für Methodik der Fernerkundung (IMF) die Steuerung des Satelliten, den Datenempfang, die Datenarchivierung und -verteilung sowie die Kalibration des Spektrometers. Eine S-Band Bodenstation zum Empfang der Telemetrie und zur Übermittlung von Telekommandos befindet sich in Weilheim. Datenempfang, Datenprozessierung und Langzeitarchivierung der Daten sowie die Bereitstellung einer Web-Schnittstelle zur EnMAP Nutzergemeinschaft wird durch das Deutsche Fernerkundungsdatenzentrum (DFD) mit seiner Multi-Mission Infrastruktur in Oberpfaffenhofen und Neustrelitz betrieben. Dort existiert auch eine X-Band Bodenstation für den Nutzdatenempfang. Die Entwicklung der vollautomatischen Prozessoren zur Erzeugung von kalibrierten EnMAP Bildprodukten auf verschiedene Prozessierungsebenen, inklusive der geometrischen und atmosphärischen Korrektur, leitet das Institut für Methodik der Fernerkundung (IMF) mit seinen Aktivitäten in Oberpfaffenhofen und Berlin-Adlershof.

Das DFD hat auch die Projektleitung für das Bodensegment inne. Das DLR ist zudem für den fünfjährigen Betrieb des Satelliten zuständig.

EnMAP_erde_l_lres EnMAP - Der deutsche Hyperspektralsatellit zur Erdbeobachtung

Der Satellit soll aus einer Umlaufbahn in etwa 650 Kilometern Höhe Daten mit einer Bodenauflösung von 30 Metern mal 30 Metern aufzeichnen. Die Möglichkeit, den Satelliten senkrecht zur Flugrichtung um bis zu +/- 30 Grad zu schwenken, erlaubt Vergleichsbeobachtungen desselben Ortes innerhalb von vier Tagen. Daher eignet sich EnMAP sehr gut für die Dokumentation räumlich-zeitlicher Veränderungen.

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Quelle: DLR

EnMAP zeichnet die Erdoberfläche auf einer sonnensynchronen Umlaufbahn aus einer Höhe von 643 km mit einer Bodenauflösung von 30 mal 30 Metern auf. Die Abtastbreite beträgt 30 Kilometer, wobei der Satellit eine Streifenlänge von bis zu 5.000 km pro Tag verarbeiten kann. Die Möglichkeit, den Satelliten senkrecht zur Flugrichtung um bis zu +/- 30 Grad zu schwenken, erlaubt Vergleichsbeobachtungen desselben Ortes innerhalb von vier Tagen. Daher eignet sich EnMAP sehr gut für die Dokumentation räumlich-zeitlicher Veränderungen, wie etwa Erosionsvorgänge oder Vegetationsperioden. Die spektroskopische Erdbeobachtung liefert Erkenntnisse darüber, wie sich die Ökosysteme von vielen unterschiedlichen Naturräumen ausbreiten und wie sie beschaffen sind: von Küstenzonen und vom Menschen geprägten Kulturlandschaften über Steppen und Wüsten bis hin zu Waldgebieten.

Der ca. 766 kg schwere Satellit beobachtet mit seinem Hyperspektralinstrument, einem Spektrometer, 218 schmale Kanäle im reflektiven Spektralbereich zwischen 420 und 2450 Nanometern. Aus der Analyse der spektralen Signaturen lassen sich quantitative Informationen über Vegetation, Boden und Gewässer ableiten. Die Daten geben Auskunft über die mineralogische Zusammensetzung der Gesteine, die Schädigung von Pflanzen durch Luftschadstoffe oder den Grad der Bodenverschmutzung.

Missionskonzept von EnMAP

Missionskonzept von EnMAP

Hyperspektrales Messszenario

Hyperspektrales Messszenario

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Quelle: Kayser-Threde (R.o.)

Herkömmliche multispektrale Sensoren nehmen die von der Erde reflektierte Strahlung in wenigen, spektral sehr breiten Kanälen auf. Sie liefern zuverlässige Daten und Informationen, wie etwa über die Landbedeckung und deren räumliche Verteilung. Für qualitative Aussagen, beispielsweise über die Art der Vegetation, reichen diese Messmethoden aus. Für quantitative Informationen hingegen, wie die Nährstoffversorgung von Ackerpflanzen oder die Wasserqualität von Seen, werden spektral hochaufgelöste Daten benötigt.

Weitere Informationen:

Entwicklungskooperation und Fernerkundung

Vorteile der Fernerkundung ergeben sich insbesondere bei schwer zugänglichen Gebieten der Erdoberfläche. Neben der militärischen Nutzung eröffnen sich vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in zivilen Kontexten, vom Ressourcenmanagement in Land- und Forstwirtschaft über die Gewinnung von Umweltinformationen, die Kartierung und Planung von Siedlungen bis zum Katastrophenmanagement. Die genannten Kontexte und Anwendungsgebiete legen ein großes Potenzial gerade auch für Entwicklungsländer nahe, da aufgrund ohnehin geringer bodennah erhobener Datenbestände deren Vorzüge (weitgehend autonome, systematische Datenerfassung über unzugänglichen Gegenden) besonders zum Tragen kommen können. Aufgrund zunehmender ökologischer und sozialer Probleme (Desertifikation, Erosion, Stadtentwicklung) in Entwicklungsländern scheint ein Bedeutungsgewinn wahrscheinlich.

Weitere Informationen:

Entzerrung

Syn. Rektifizierung, geometrische Transformation, engl. rectification of an image, franz.redressement; Angleichung von Rasterdaten der Fernerkundung an ein geodätisches Koordinatensystem mittels einer Anzahl von Passpunkten. Dabei werden den Passpunkten des Bildes die korrespondierenden Koordinaten des geodätischen Systems zugeordnet. Die Passpunkte werden lagerichtig positioniert, wodurch der gesamte Bilddatensatz rechnerisch entzerrt wird. Die Entzerrung ist unabdingbar, wenn Satellitenbild-Mosaike erstellt werden oder wenn Satellitenbild-Datensätze in GIS-Anwendungen einfließen. Eine absolute Entzerrung beschränkt sich nicht nur auf geodätisch korrekte X-,Y-Werte, sondern verwendet auch die Z-Werte eines digitalen Höhenmodells (DHM).
Verzerrungen ergeben sich durch das Aufnahmesystem und das Geländerelief.

ENVISAT

Engl. Akronym für Environmental Satellite; größter je in Europa gebauter Erdbeobachtungssatellit (Gesamtmasse >8.000 kg beim Start), inzwischen nicht mehr aktiv. Eine Ariane 5 als Trägerrakete brachte ENVISAT vom Weltraumbahnhof Kourou (Französisch Guyana) am 1.3.2002 auf seine Umlaufbahn in 782 km Höhe. Der Satellit umkreiste die Erde mit einer Inklination von 98,52° auf einer sonnensynchronen, polaren Umlaufbahn in 100,5 Minuten und beobachtete regelmäßig Erdoberfläche und Atmosphäre unabhängig von Wetter und Tag-/Nacht-Wechsel. Alle 35 Tage überflog er dieselben Bereiche. Die Lebensdauer des Satelliten war auf fünf Jahre ausgelegt, später wurde die ENVISAT-Mission bis zum Jahr 2013 verlängert. Allerdings brach am 8. April 2012, wenige Wochen nach dem zehnten Jahrestag von Envisat in der Umlaufbahn der Kontakt zu dem Satelliten plötzlich ab. Nach intensiven Bemühungen um eine Wiederherstellung der Verbindung und der Untersuchung möglicher Ausfallszenarien wurde die Mission am 9. Mai 2012 von der ESA für beendet erklärt.

Hauptaufgabe von ENVISAT war die Beobachtung der globalen Umweltveränderungen. Das komplizierte Zusammenspiel der vielfältigen natürlichen und von Menschen verursachten Einflüsse auf unsere Umwelt, erfordert die gleichzeitige, abgestimmte Beobachtung der Atmosphäre, der Ozeane, der Polarregionen sowie der Veränderungen an Land. Im einzelnen lieferte ENVISAT neben vielen wissenschaftlichen und anwendungs-orientierten Beobachtungen, Messdaten zur Erforschung des Ozonlochs, der vermuteten globalen Erwärmung der Erde, zur Regenwaldabholzung, zur Versteppung und Verwüstung riesiger Landmassen, zum Bio-Inventar und zur Verschmutzung der Meere sowie zur Entwicklung der polaren Eisregionen. Auch Datenströme zur weiteren Erforschung von ENSO wurden geliefert.

Im Laufe seiner aktiven Zeit sammelte ENVISAT Daten in der Größenordnung von einem Petabit (1 + fünfzehn Nullen), was dem Inhalt der Festplatten von einer Million PCs entspricht. Einbezogen in die internationalen Programme für Klimaforschung GOOS und GODAE (Global Ocean Data Assimilation Experiment), öffnete ENVISAT die Ära der operationellen Ozeanographie.

Langfristig kann sich die Umweltbeobachtung zu einem Wirtschaftszweig gleicher Größe wie die Satellitennavigation entwickeln. Darin liegt die kommerzielle Bedeutung von ENVISAT.

Die 10 Instrumente auf ENVISAT
MIPAS Michelson Interferometer for Passive Atmospheric Sounding Messung von Spurengasen in der Atmosphäre
GOMOS Global Ozone Monitoring by Occultation of Stars u.a. Ozonmessung
MERIS Medium Resolution Imaging Spectrometer Beobachtung von Land, Wasser und Atmosphäre
AATSR Advanced Along Track Scanning Radiometer Messung der Meeresoberflächentemperatur und der Landoberfläche
RA-2 Radaraltimeter Höhenmessung
MWR Microwave Radiometer Messung des atmosphärischen Wasserdampfgehaltes und des Flüssigwassergehalts von Wolken
DORIS Doppler Orbitography and Radio-Positioning Integrated by Satellite aktives Bahnbestimmungssystem
ASAR Advanced Synthetic Aperture Radar Beobachtung der Land-, Meeres- und Eisoberflächen
SCIAMACHY Scanning Imaging Absorption Spectrometer Chartography Beobachtung der Konzentration einer großen Anzahl von Gasen und Spurenstoffen
LRR Laser Retro-Reflektor (kein ENVISAT-Instrument i.e.S.) präzise optische Bahnvermessung mittels Laser vom Boden aus

An der Entwicklung und am Bau von ENVISAT waren im Auftrag der ESA über 100 Firmen beteiligt, von deutscher Seite unter anderem maßgeblich die Astrium GmbH in Friedrichshafen/Immenstaad. Sie war zusammen mit Astrium Ltd. Hauptauftragnehmer für den gesamten Satelliten. Die wissenschaftliche Leitung der beiden Instrumente SCIAMACHY und MIPAS lag bei der Universität Bremen und dem Forschungszentrum Karlsruhe.
Hier klicken zu einem virtuellen Expertengespräch über das ENVISAT-Konzept.
Während der gesamten Missionsdauer erfolgte eine intensive Überprüfung und Absicherung der Datenqualität durch Referenzmessungen, die so genannte Validation. Hieran, wie auch an der wissenschaftlichen Nutzung der Daten waren zahlreiche deutsche Forschungsinstitute beteiligt. Zur Validation steuerte das DLR sein eigenes Forschungsflugzeug bei.
Einen umfassenden nationalen Beitrag lieferte Deutschland auch für das ENVISAT-Bodensegment. Dies geschah mit der Einrichtung des Deutschen „Processing and Archiving Centers“ (D-PAC) beim Deutschen Fernerkundungsdatenzentrum (DFD) des DLR in Oberpfaffenhofen. Dort wurden Daten der Instrumente SCIAMACHY, MIPAS, GOMOS und ASAR zu so genannten Daten-Produkten verarbeitet und anschließend an die Nutzer verteilt. Für eine umfassende Nutzung der ENVISAT-Daten in Deutschland und anderswo arbeiten zahlreiche Forschungsinstitute in Ergänzung zu den Standardprodukten der ESA an der wissenschaftlichen Auswertung und der Schaffung neuer, zum Teil auf spezielle Bedürfnisse zugeschnittene Datenprodukte.

ENVISAT ENVISAT

Links: Künstlerische Darstellung von Envisat im Orbit

Quelle: www.nr.no/foremms/techniques.html

Rechts: Dieses Envisat-Bild stellt die Galapagos Inseln dar, ein ca. 1.000 km westlich vor Ecuador im Pazifik gelegener Archipel. Zu sehen ist Isabela, seine größte Insel.
Die fünf Vulkane, die man auf der Insel erkennen kann sind von N nach S:
Wolf Volcano, Darwin Volcano, Alcedo Volcano, Sierra Negra Volcano und Cerro Azul Volcano. Die größere Insel rechts von Isabela ist San Salvador.
Das Bild wurde durch die Kombination von drei ASAR-Aufnahmen der gleichen Region generiert (23. 3. 2006, 14. 8. 2008, 1. 1. 2009). Die Farben im Bild ergeben sich aus Veränderungen der Oberflächen, die sich zwischen den Aufnahmezeitpunkten vollzogen haben.
Neben der Kartierung von Änderungen der Landoberfläche können Radardaten auch dafür verwendet werden Parameter der Meeresoberfläche zu bestimmen, wie z.B. die Windgeschwindigkeit, Windrichtung und Wellenhöhe. Im Bild sind unterschiedliche Wellentypen und Windgeschwindigkeiten als Rippeln auf der Wasserfläche erkennbar.

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Quelle: ESA
 

Weitere Informationen:

ENVOC

Ozean-bezogenes Projekt als Vorbereitung auf die ENVISAT-Mission unter der Leitung des DLR und mit Beteiligung des Alfred-Wegener-Instituts, des GeoForschungsZentrums Potsdam, des GKSS-Forschungszentrums Geesthacht, einer Reihe nationaler und internationaler Behörden aus den Bereichen Meteorologie, Umwelt und Schifffahrt sowie von Universitäten.

ENVOC hatte zum Ziel

  • die Gewährleistung einer besseren Auswertung der Daten der ENVISAT-Sensoren ASAR, RA-2, MERIS und AATSR,
  • die Entwicklung neuer oder verbesserter Algorithmen für das operationelle Monitoring für Variablen wie Wind, Wellen, Meereis, Trübstoffe, Phytoplankton, Gelbstoff und Küstentopographie,
  • die Verbesserung von Qualität und Verwendungsbereich dieser Fernerkundungsvariablen mit Hilfe von Synergieeffekten bei der Nutzung verschiedener Sensoren,
  • die Integration der Daten in Kombination mit in situ-Beobachtungen und mit Modellen in operationelle Meer- und Süßwasservorhersage- und Informationssysteme.
EO

Engl. Akronym für Earth Observation (Erdbeobachtung)

EO-1

Engl. Akronym für Earth Observing 1; 2000 gestarteter Satellit zur Erprobung eines neuen Erdbeobachtungssensors (ALI) im Rahmen des New Millenium Program der NASA.
Die Missionsschwerpunkte von EO-1 sind:

  • Erprobung neuer Technologien (ALI als Nachfolgeinstrument auf der künftigen Landsat-Serie mit vergleichbarer oder sogar besserer räumlicher und spektraler Auflösung, bei gleichzeitig deutlicher Gewichts-, Volumen- und Kostenreduktion.)
  • Testen neuer kostensparender Software, die den Satelliten halbautonom steuert und die es den Nutzern erlaubt, die Sensoren direkt anzusprechen
  • Gewinnung von Bildern und Daten

Seine Beobachtungsschwerpunkte liegen bei folgenden Themen: lokale und regionale Landbedeckung, Veränderungen der Landbedeckung, Atmosphärenbestandteile, landwirtschaftliche Wettbewerbsfähigkeit, Küstenschutz, Kontrolle eingewanderter Organismen, Wasserwirtschaft, gesundheitsbezogene Frühwarnsysteme, Flugsicherheit.

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Solarfarm in Dunhuang

Über Jahrhunderte hinweg haben sich Händler entlang der Seidenstraße auf die Oase von Dunhuang verlassen, um dort eine Atempause vor dem austrocknenden Sonnenlicht und der Hitze der Wüste Gobi zu bekommen. Im Jahr 2011 begann eine große Solarfarm am Rande der Stadt dieses ausdörrende Licht in eine Energiequelle für die Region zu verwandeln.
Der Advanced Land Imager (ALI) auf dem Satelliten Earth-Observing-1 (EO-1) nahm diese Bilderserie von der Installation der Solarpanele bei Dunhuang auf. Die Stadt liegt in der Provinz Gansu im westlichen China.
2006 (Bild 1) dominierte noch kahle Wüste mit Ausnahme der Straße und ein paar Flecken mit landwirtschaftlicher Nutzung (unten rechts). 2011 (Bild 2) erschienen Gittermuster aus Solarpanelen. 2012 (Bild 3) waren tausende Quadratmeter damit bedeckt. Im Mai 2015 bedecken die Panele bereits eine drei Mal so große Fläche wie 2012 (Bild 4). Dieses Bild besitzt hier nicht den gleichen Maßstab wie die ersten drei!
Nach Angaben der Zeitung China Daily begannen die Firmen China’s State Development & Investment Corporation und China Guangdong Nuclear Power Corporation (CGNPC) im August 2009 mit den Arbeiten. Zwei 10-Megawatt-Anlagen wurden im Juli 2010 eröffnet. Damit war der Standort Chinas erstes Großkraftwerk für Solarenergie.
Geplant ist ein weiterer Ausbau der Anlagen. Der chinesische Staatsrat setzte das Ziel, die Kapazität des Kraftwerks auf 1 Gigawatt bis 2020 zu erhöhen. Zum Vergleich: Chinas gesamte installierte Solarkapazität betrug am Ende des Jahres 2014 ca. 28,05 GW, die von Deutschland ca. 38,3 GW zur gleichen Zeit.
Geländeverfügbarkeit und Sonnenlicht sind keine limitierenden Faktoren bei der Ausdehnung. Es gibt über 3.500 km² ungenutztes Land um Dunhuang und die Region empfängt ca. 3.250 Sonnenstunden pro Jahr (zum Vergleich hier eine Liste der entsprechenden Werte für wichtige Städte rund um den Globus).

Allerdings werden die Solaranlagen mit mächtigen Staubstürmen fertig werden müssen, die im Frühjahr oft über die Gegend herfallen. Auch wird die Wasserknappheit die Reinigung der Panele erwschweren. Man rechnet damit, dass verschmutzte Panele deren Effizienz um 15 bis 20 % reduzieren können.

Zu größerer Darstellung auf die Grafiken klicken (externe Seiten)

Quellen: NASA / NASA

Der Satellit bewegt sich in 705 km Höhe auf einer sonnensynchronen Umlaufbahn (Inklination 98,2°). Die Umlaufzeit beträgt 99 min, der Wiederholzyklus 16 Tage. Zur optimalen Vergleichbarkeit der jeweiligen Sensoren folgt EO-1 dem Satelliten Landsat 7 auf dessen Orbit in genau einer Minute Abstand.
EO-1 war für eine Betriebsdauer von 18 Monaten ausgelegt, mit seiner noch 2015 bestehenden Funktionalität übertrifft er alle Erwartungen.

Weitere Informationen:

EOC

siehe Earth Observation Center

EOEP

Engl. Akronym für Earth Observation Envelope Programme; Erdbeobachtungsrahmenprogramm der ESA mit einer Entwicklungs- und Erforschungskompetenz, welche die Vorentwicklung von Technologien insbesondere für Instrumentelemente der Erdbeobachtung abdeckt.

EOMAP GmbH & Co.KG

Engl. Akronym für Earth Observation and Mapping; eine Ausgründung aus dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Oberpfaffenhofen mit einer Spezialisierung auf die operationelle Generierung und Vermarktung anspruchsvoller Kartenprodukte für Küsten- und Binnengewässer aus Fernerkundungsdaten. Physikalisch basierte, sensorübergreifende und automatisierte Prozessketten bilden die Grundlage für Kartierungen des Seegrundes (Wassertiefe, Seegrundbedeckung) sowie der Wasserqualität (Trübung, partikuläres und gelöstes organisches Material, Phytoplankton). Anwendung finden diese Verfahren beispielweise bei der Überwachung tagesaktueller Sedimentverteilungen bei Offshore-Baumaßnahmen im Auftrag von Umwelteinrichtungen oder der Öl- und Offshore-Industrie, sowie im Rahmen umfangreicher Kartierungen des Seegrundes und der Wassertiefe im Flachwasserbereich, u.a. in Australien, Mittelamerika, Arabischen Ländern und Europa. EOMAP arbeitet eng mit nationalen und internationalen Umwelt- und Forschungseinrichtungen wie der Bundesanstalt für Wasserbau (BAW), dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), der Europäische Weltraumagentur (ESA) oder Behörden in Vietnam, Finnland und Mexico zusammen. Im Auftrag der EU leitet EOMAP auch das Europäische GMES-Projekt FRESHMON zum Aufbau eines europaweiten Monitoring von Binnengewässern.

eomap_great_barrier_reef The Great Barrier Reef Bathymetry

Es galt bisher als „nicht zu kartieren“: das Great-Barrier-Riff im Korallenmeer vor der Nordküste Australiens. Wegen seiner schieren Größe – es erstreckt sich über 70.000 km² – würde die Kartierung mit herkömmlichen Methoden Jahrzehnte in Anspruch nehmen. Die flachen Riffe sind für Schiffe mit Echosounding oftmals nicht befahrbar, bei solchen Vermessungen kommt es immer wieder zu Unfällen. Das deutsche Unternehmen EOMAP hat nun erstmals eine räumlich hochaufgelöste Kartierung des gesamten Great-Barrier-Riffs vorgenommen.

EOMAP hat die Flachwasser-Bathymetrie (ca. 0-30 m Tiefe) und die Meeresboden-Reflexion des gesamten Great Barrier Reef (ca. 19.000 km² ) kartiert, wozu Daten des Landsat 7 verwendet wurden.

Zu größerer Darstellung auf Grafik klicken

Quelle: EOMAP
 

Weitere Informationen:

EOMD

Engl. Akronym für Earth Observation Market Development, Programm der ESA zur Erschließung neuer Märkte für satellitenbasierte Informationsangebote.

Weitere Informationen: Earth Observation Market Development (ESA)

eoPortal

Engl. Akronym für earth observation Portal; seit 2001 bestehende Webseite von ESA/ESRIN, die einen Zugang zu Ressourcen bzgl. Erdbeobachtung bietet. Zum (englischsprachigen) Angebot gehören Informationen und Dienstleistungen einschließlich Satellitenbildern, ferner Hinweise zum Auffinden von Daten, direkter Zugang zu Daten von Erdbeobachtungssatelliten und zu Karten, detaillierte Informationen zu Satellitenmissionen (Satellite Missions Database) und zu luftgetragenen Sensoren, ein umfangreiches Glossar, eine Akronymenübersicht, Veranstaltungshinweise, sowie die Möglichkeit zur Bestellung eines Newsletters.

Der Zugang für Einzelpersonen und Organisationen erfolgt nach einer kostenfreien Registrierung. Damit ist gleichzeitig die Erstellung einer Webseite verbunden, über die der Subskribent eigene Informationen weitergeben kann.

Weitere Informationen: eoPortal - Startseite (ESA/ESRIN)

EOS

1. Engl. Akronym für Earth Observation Summit
2. Engl. Akronym für Earth Observing System

EPOD

Engl. Akronym für Earth Science Picture of the Day; ein Online-Angebot von NASA's Earth Science Division, des EOS Project Science Office (angesiedelt am Goddard Space Flight Center) und der Universities Space Research Association. EPOD stellt verschiedenste Prozesse und Phänomene heraus, die unseren Planeten und unser Leben prägen. Dazu sammelt und archiviert EPOD Bildmaterial, Grafiken und Kunstwerke mit kurzen erläuternden Texten und Links, die Erscheinungen des Systems Erde beispielhaft veranschaulichen. Das Bildmaterial besteht aus Satelliten- und Luftbildern, aber auch aus terrestrischen Aufnahmen. Das bis ins Jahr 2000 zurückreichende Archiv kann entweder monatsweise oder nach diversen Kategorien durchsucht werden.
Aktuelle Bilder können per Newsletter und über soziale Netzwerke kostenfrei abonniert werden.

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Zu höherer Auflösung auf Grafik klicken

Quelle: USRA
Platzender Höhenforschungsballon

Das Foto zeigt die Überreste eines Höhen(forschungs)ballons kurz nach seinem Platzen über der thessalischen Ebene in Nordgriechenland. Dies war Griechenlands erstes suborbitales Photographieprojekt. Das Projekt, das den Ballon startete trägt die Bezeichnung SlaRos (Tesla, Ikaros), die Mission wird Stratonauts genannt. Der Berg Olympus befindet sich unter den Wolken links oben, links des Ballons liegt das Ägäische Meer.
Der Ballon erreichte eine Höhe von 33.923 m bevor er platzte. Generell platzen Höhenballons, wenn der Atmosphärendruck zu niedrig ist, um das expandierende Volumen des Gases im Ballon zurückzuhalten. Die Kapsel dieses Ballons wurde wohlbehalten geborgen und wird bei einem künftigen Start wieder verwendet.
Beachtenswert ist die schwarze Färbung des Himmels, die sich dadurch erklärt, dass oberhalb von ca. 18.288 m zu wenige Luftmoleküle vorhanden sind, die das Sonnenlicht effektiv streuen könnten.
Das Foto wurde am 26. August 2013 um 12h29 UTC aufgenommen.
Photo details: The picture is a 1280 x 720 frame from a High Definition, Gopro Hero3 camera, configured to 50 fps (frames per second). It's impossible to take a picture like this with a point-and-shoot camera.

EPS

Engl. Akronym für EUMETSAT Polar System; System von Wettersatelliten, bestehend aus der METOP-Serie und dem zugehörigen Bodensegment.

ERBE

s. Earth Radiation Budget Experiment

ERBI

Engl. Akronym für Earth Radiation Budget Instrument; Instrument an Bord von Nimbus-7 zur Erfassung des Strahlungshaushalts der Erde.

ERBS

Engl. Akronym für Earth Radiation Satellite; vom Space Shuttle 1984 ausgesetzter Satellit der NASA zur Messung des Strahlungshaushalts der Erde. ERBS bewegt sich auf einer geneigten, nicht-sonnensynchronen Umlaufbahn in 585 km Höhe. Die Inklination beträgt 57°, die Umlaufzeit 96,3 min. Die Mission wurde 2005 beendet.

Weitere Informationen:

ERDAS IMAGINE

Rasterorientiertes Programmpaket zur Visualisierung, Manipulation und  Analyse von Luft- und Satellitenbildern sowie geographischer Datensätze. ERDAS IMAGINE deckt alle Aufgaben der komplexen Bildverarbeitung, hochgenauen Entzerrung und differenzierten Raster-GIS-Analyse bis hin zur hochwertigen Kartengestaltung und einer dynamischen 3-D-Visualisierung ab.

Weitere Informationen:

Erdbeobachtung

Engl. earth observation; jede Tätigkeit, die sich mit der instrumentengestützten Sammlung von Daten über die Erdoberfläche oder die Erdatmosphäre von Satelliten oder von Raumfahrzeugen aus befasst. Der Begriff umfasst auch die Verarbeitung und Nutzung der Daten.

Die Erdbeobachtung stellt eine wichtige Anwendung der Raumfahrt dar und war bereits in deren frühen Jahren ein Hauptziel. Bekannt wurden die Versuche der USA von 1959, militärische Aufklärung mit Fotosatelliten (Corona-Programm) über der UdSSR durchzuführen. Die Verbesserung der Wettervorhersage auf der Basis der Beobachtung des Wettergeschehens durch Wettersatelliten ist heute selbstverständlich, und auch hochaufgelöste Szenen der Erde werden von einer Vielzahl unterschiedlichster Anwender im Internet genutzt.

Wesentliche Parameter der Erdbeobachtung (Auswahl)
Atmosphäre: Land: Ozean:
Aerosole Albedo und Rückstrahlung Meeresfarbe, Meeresbiologie
Atmosphärische Feuchtigkeitsfelder Landtopographie Meeresoberflächentopographie, Meeresströmungen
Atmosphärische Temperaturfelder Bodenfeuchte Meeresoberflächentemperatur
Winde Vegetation Winde an der Meeresoberfläche
Eigenschaften und Profile von Wolkenpartikeln Oberflächentemperatur (Land) Höhe der Meereswellen
Wolkentypen, Bedeckungsgrad, Temperatur (Oberseite) Vielzweckbilder (Land) Vielzweckbilder (Meer)
Flüssiges Wasser und Niederschlagsrate Geophysik: Schnee und Eis:
Ozon Schwerkraft, Magnetfeldern, geodynamische Prozesse Topographie der Eisbedeckung
Strahlungshaushalt   Ausdehnung und Mächtigkeit der Schneedecke
Spurengase (ausgenommen Ozon)   Ausdehnung und Mächtigkeit des Meereises
Die internen Links der einzelnen Parameter führen z.T. zu erläuternden Auszügen aus dem CEOS Earth Observation Handbook.

Weitere Informationen:

Erdbeobachtungssatellit

Engl. earth observation satellite; unbemannter Weltraumflugkörper (Satellit), der Messeinrichtungen zur laufenden und systematischen Aufzeichnung von Sachverhalten an der Erdoberfläche trägt (Fernerkundungssystem). Erdbeobachtungssatelliten messen die von allen Körpern und Strukturen auf der Erde emittierte elektromagnetische Strahlung, die durch die geometrische Struktur der Oberfläche sowie durch die Zusammensetzung des jeweiligen Körpers bestimmt ist. Messeinrichtungen sind multispektrale Scanner oder (v.a. in der Vergangenheit in der russischen Erdbeobachtung) photographische Systeme. Von abbildenden Sensoren registrierte spezifische Spektralsignaturen werden in kronkrete Bilder umgesetzt.
Einsatzbereiche sind u.a. Land- und Forstwirtschaft (Ernteabschätzung, Überwachung von Weidegebieten, Entdeckung von Waldbränden, Abschätzung von Umweltschäden), Kartographie, Geologie (Prospektion von Bodenschätzen), Meeres- und Gewässerkunde und Klimaforschung.
Erdbeobachtungssatelliten können nach Sensoren, Orbit, Flughöhe sowie nach Aufnahme- und Einsatzbereich unterschieden werden.
Die Vorteile der Erdbeobachtung per Satellit liegen in der Aktualität der Satellitendaten (oft innerhalb von Stunden verfügbar), in ihrer Abdeckung großer Gebiete bzw. der gesamten Erde, sowie in ihren hohen Wiederholraten, was Vergleiche und Zeitreihenanalysen erlaubt. Ferner wird die Erde in vielen Spektralbereichen (sichtbares Licht, Infrarot, Mikrowellen) beobachtet.
Im Vergleich zu Wettersatelliten verfügen Erdbeobachtungssatelliten über Instrumente mit bedeutend höherer Auflösung (z.B. LANDSAT, ERS1/2, SPOT, MOS. Hochauflösende Satellitensensoren besitzen u.a. IKONOS, Quick-Bird, OrbView-3.

Listen operationeller (Erdbeobachtungs)satelliten:

Weitere Informationen:

Erdgezeiten

Gezeitenwirkungen auf die 'feste' Erde durch die Gravitationswechselwirkung der Erde mit Mond und Sonne (Erdgezeiteneffekte). Wegen der viskoelastischen Eigenschaften der Erde reagiert sie auf die Gezeitenkräfte, z.B. in der Höhe mit einer täglichen Variation im dm-Bereich. Diese Massenverlagerungen, zusammen mit denen der Meeresgezeiten und der Atmosphärengezeiten und deren Auflasteffekten erzeugen selbst sekundäre Gezeitenbeiträge (indirekte Gezeiteneffekte). Die Systemantwort der viskoelastischen Erde läßt sich als geometrische Deformationen, als Gezeitenpotential außerhalb der Erde und als Schwerevariation beobachten.

Erdnahes Objekt

Engl. Near-Earth Object, NEO, auch Erdbahnkreuzer; Bezeichnung für Asteroiden, Kometen und große Meteoroiden, welche bei ihrem Umlauf um die Sonne die Erdbahn kreuzen und deshalb eine Kollisionsgefahr bergen. Um dieser Gefahr begegnen zu können, sind genaue Kenntnisse über solche Objekte notwendig.

Weitere Informattionen: Near Earth Object Program (NASA)

Erdoberfläche
  • Mathematische Erdoberfläche: Geoid, Äquipotenzialfläche des Schwerefeldes der Erde, die mit der Fläche des mittleren Meeresniveaus übereinstimmt.
  • Physische Erdoberfläche: Begrenzungsfläche der festen Erde einschließlich ihrer oberirdischen Wasserflächen gegenüber der Atmosphäre.
EROS

Engl. Akronym für Earth Resources Observation Systems; kommerzielle Erdbeobachtungssatelliten, basierend auf dem Satellitenbus der israelischen Ofek-Satellitenserie und hergestellt von IAI (Israel Aircraft Industries). Diese Satelliten-Serie wird von der israelisch-US-amerikanischen Firma ImageSat International betrieben.

ERS-1/-2

Engl. Akronym für European Remote Sensing Satellite; ERS-1 und ERS-2 (Starts: 1991 bzw. 1995), mittlerweile außer Dienst befindliche Satellitensysteme der ESA zur multidisziplinären Mikrowellen-Fernerkundung. Sie umrundeten die Erde auf sonnensynchroner polarer Umlaufbahn in ca. 100 min bei einer Neigung von 98,52°, und in 35 Tagen haben sie fast jede Stelle der Erde zumindest einmal mit ihren Sensoren bestrichen. ERS-1 ist seit 2000 nicht mehr aktiv, übertraf aber seine geplante Nutzungsdauer um das Doppelte. ERS-2 wurde im Sommer 2011 außer Dienst genommen und auf eine niedrigere Umlaufbahn (570 km Höhe) geschickt, wo das Kollisionsrisiko mit anderen Satelliten oder Weltraumschrott geringer ist.
Der Wiedereintritt des Satelliten in dichtere Schichten der Erdatmosphäre wird laut Schätzungen in weniger als 25 Jahren stattfinden. Der Satellit wird weiterhin überwacht, um den Zeitpunkt seines Wiedereintritts und seinen Wiedereintrittskorridor vorhersagen zu können.

Die ERS-Instrumente
Radar Altimeter

RA (Radar Altimeter); das Radaraltimeter ist ein aktiver Ku-Band (13.8 GHz) Mikrowellensensor in Nadirrichtung, der dazu ausgelegt ist, die Laufzeiten der zum Meer und zu Eisflächen ausgesandten und reflektierten Signale zu messen. Er funktioniert in zwei alternierenden Beobachtungsmodi (Ozean oder Eis) und liefert dabei Informationen über Wellenhöhe, Windgeschwindigkeit über der Wasserfläche, Meerespiegelhöhe, Oberflächengeoid und Gezeiten sowie verschiedene Parameter über Meereis und Eisschilde.

ATSR

ATSR (Along-Track Scanning Radiometer); das Radiometer besteht aus zwei Instrumenten, einem abbildenden Infrarotradiometer (IRR) und einem passiven Mikrowellensondierer (MWS). Das IRR an Bord von ERS-1 besitzt vier Kanäle und wurde für die Messung der Temperaturen der Meeresoberfläche (Genauigkeit <0,5 °C). Es misst auch die Temperaturen an den Wolkenoberseiten, die Wolkenbedeckung und die Temperaturen auf der Landoberfläche (hilfreich bei der Waldbrandüberwachung). Für ERS-2 wurde das IRR mit zusätzlichen Kanälen im sichtbaren Bereich zum Vegetationsmonitoring ausgestattet. Das MWS ist mit zwei Kanälen ausgelegt, es misst den Gesamtwassergehalt der Atmosphäre über einer Bodenspur von 20 km Breite.

GOME

GOME (Global Ozone Monitoring Experiment) ist ein Spektrometer, das im ultravioletten und im sichtbaren Spektralbereich in Nadir-Richtung das atmosphärische Ozon weltweit beobachtet. GOME wurde mit ERS-2 im April 1995 gestartet. Seit Sommer 1996 liefert die ESA über CD-ROM und Internet im 3-Tages-Rhythmus globale Datensätze zum Ozon-, Stickstoffdioxid und zur Bewölkung. Ein weiteres Leistungsmerkmal von GOME ist seine Fähigkeit auch andere chemisch aktive atmosphärische Spurengase aufzuspüren und Informationen über die Aerosol-Verteilung zu liefern.

MWR

MWS/MWR (Microwave Sounder / Microwave Radiometer); das passive Radiometer mit zwei Kanälen (23,8 und 36,5 GHz) misst den Gesamtwassergehalt der Atmosphäre in Nadirrichtung über einer Bodenspur von 20 km Breite. Dies dient der wichtigsten Aufgabe von MWS, der Ermittlung der wasserdampfbedingten Verzögerung der Altimetersignale bei ihrem Weg durch die Troposphäre und der Abschätzung der Abschwächung des Altimetersignals durch das flüssige Wasser in den Wolken.

SAR

SAR (Synthetic Aperture Radar); Teilfunktion des Instruments AMI (Active Microwave Instrument) mit zwei Modi: Im Abbildungsmodus erzeugt SAR Tag und Nacht detailreiche Bilder von der Erdoberfläche in einem 100 km breiten Streifen und unabhängig von den Witterungsbedingungen. Der Wellenmodus zur Beobachtung der Ozeanwellen erfolgt in Kombination mit der Arbeit des Windscatterometer (WS s.u.), dem dritten Modus von AMI. Die Messungen versprechen die Verbesserung von Ozeanvorhersagemodellen, aber die Bilder zeigen auch andere Phänomene, wie interne Wellen, Ölflecken und Meereis.

Scatterometer

WS, die Aufgabe des AMI-Modus als Windscatterometer ist es, Informationen über die Windgeschwindigkeit und -richtung dicht über der Meeresoberfläche zu sammeln, die in Modelle, globale Statistiken und klimatologische Datensätze integriert werden sollen. Die Arbeitsweise beruht auf der Aufzeichnung der veränderten Radarreflektivität der Meeresoberfläche, die abhängig ist von den kleinen Rippelwellen an der Wasseroberfläche. Die Rückstreuung des Radarsignals ist abhängig von den Wellenrippeln, und da die Energie in diesen Rippeln mit der Windgeschwindigkeit zunimmt, verstärkt sich auch die Rückstreuung mit der Windgeschwindigkeit.

PRARE

WS, PRARE (Precise Range and Range Rate Equipment), ein Allwetter-Entfernungsmessgerät auf Mikrowellenbasis für die hochpräzise Bahnbestimmung und für geodätische Anwendungen, z.B. zur Beobachtung von Bewegungen der Erdkruste und zur Bestimmung des Erdschwerefeldes.

LRR

LRR, (Laser-Retroreflector), im Infrarot arbeitendes, optisches Gerät, das als Reflektor für von Bodenstationen ausgesandte, gepulste Laserstrahlen dient. Dieses passive Gerät zur Bestimmung der präzisen Höhe des Satelliten (Bahnvermessung) ist kein Instrument im hier üblichen Sinne.

Quellen: s.u. weitere Informationen

Wichtigstes Instrument ist ein C-Band SAR, das eine 30x30 m-Bodenauflösung erreicht. Sein Einfallswinkel beträgt 23°, seine Bodenspur ist 100 km breit. Es liefert Tag und Nacht und unabhängig von den Witterungsbedingungen Farbbilder von den Meeren, Küsten- und Polareisbereichen sowie vom Festland.
ERS-2 ist mit sehr ähnlichen Instrumenten ausgestattet wie ERS-1, lediglich das Spektrometer GOME wurde zusätzlich montiert.
Als Innovation konnten ERS-1+2 zusammen interferometrische Daten liefern: die Orbits waren leicht verschieden, wodurch die Satelliten die Erdoberfläche aus leicht anderem Winkel betrachteten. Kombinierte man zwei Aufnahmen von ERS 1+2 und rechnete die Unterscheide heraus, so konnte man die Bewegung der Erdkruste (im Bereich von einigen Zentimtern) als Bild deutlich machen. So lieferten die Satelliten eine genaue Übersicht wie sich die Erdoberfläche nach Vulkanausbrüche oder Erdbeben verändert hatte und erlaubten bei dem Ausbruch eines Vulkans unter Eis in Island eine Vorhersage in welche Richtung sich eine bildende Schlammlawine bewegen würde. Das Gebiet konnte evakuiert werden, es gab zwar enorme Sachschäden, aber niemand kam ums Leben.

Exploded View of ERS-1 Exploded view of ERS-1
and summary technical specifications




Quelle: DEOS TU Delft (R.o.)
Anomalien der Meeresspiegelhöhen ermittelt mit Altimeterdaten von ERS-1 und -2, Animation von Januar 1997 bis Mai 2003 Anomalien der Meeresspiegelhöhen ermittelt mit
Altimeterdaten von ERS-1 und -2
Animation von Januar 1997 bis Mai 2003


Zum Start der Animation auf Bild klicken

Quelle: DEOS TU Delft

Anwendungsbereiche von SAR-Daten der ERS-Satelliten:

  • Most of the man-made illegal or accidental spills are well visible on radar images. Ships can be detected and tracked from their wakes. Also natural seepage from oil deposits can be observed. They provide hints to the oil industries. Scientists are studying the radar backscatter from the ocean surface related to wind and current fronts, to eddies, and to internal waves. In shallow waters SAR imagery allows to infer the bottom topography. The topography of the ocean floor can be mapped using the very precise - ERS Altimeter, because the sea bottom relief is reflected on the surface by small variations of the sea surface height.
  • The ocean waves and their direction of displacement can be derived from the ERS SAR sensor operated in "Wave Mode". This provides input for wave forecastingand for marine climatology.
  • At high latitudes, SAR data is very useful for regional ice monitoring. Information such as ice type and ice concentration can be derived and open leads detected. This is essential for navigation in ice-infested waters.
  • The ability of SAR to penetrate cloud cover makes it particularly valuable in frequently cloudy areas such as the tropics. Image data serve to map and monitor the use of the land, and are of gaining importance for forestry and agriculture.
  • Geological or geomorphological features are enhanced in radar images thanks to the oblique viewing of the sensor and to its ability to penetrate - to a certain extent - the vegetation cover.
  • SAR data can be used to georefer other satellite imagery to high precision, and to update thematic maps more frequently and cost-effective, due to its availability independent from weather conditions.
  • In the aftermath of a flood, the ability of SAR to penetrate clouds is extremely useful. Here SAR data can help to optimize response initiatives and to assess damages.
  • An emergent technique interferometric SAR (InSAR) can be used, under suitable conditions, to derive elevation models or to detect small surface movements, of the order of a few centimeters, caused by earthquakes, landslides or glacier advancement. This interferometric technique has strengthened during the so-called ERS-1/ERS-2 tandem phase, which lasted for about 9 months (until May 1996).

Weitere Informationen:

ERTS-1

Engl. Akronym für Earth Resources Technology Satellite; ursprüngliche Bezeichnung für den 1972 gestarten Satelliten Landsat-1. Sein Design beruhte auf dem des Wettersatelliten Nimbus-4. ERTS-1 trug u.a. den MSS, ein Multispektralscanner, der die Erde aus einer Höhe von 900 km abbildete, und zwar mit Spektralbändern im grünen, roten und infraroten Bereich und mit einer Auflösung von 80 m. Der Satellit hatte eine polnahe, sonnensynchrone Umlaufbahn. Missionsende war 1978.

Die Planungen für ERTS-1 begannen 1967 als gemeinsames Projekt der NASA und des dem US-amerikanischen Innenministerium unterstellten Geologischen Dienstes (USGS). ERTS-1 galt als Test für die Durchführbarkeit eines Satellitensystems zur Erkundung irdischer Ressourcen. Die Wahl der Wellenlängen der Sensoren zielte vorrangig auf forstliche und geologische Anwendungen, in denen schon traditionell Farbinfrarot-Photographie verwendet wurde.

ERTS-1 ist für weite Teile der Erde die einzige Quelle für historische Daten und ist somit für den Nachweis von Veränderungen (change detection) äußerst nützlich.

ESA

Engl. Akronym für European Space Agency; Europäische Weltraumagentur. Ihre Aufgabe ist die Nutzung und Förderung der Raumfahrt und Raumforschung zu ausschließlich friedlichen Zwecken und die Koordination der nationalen Raumfahrtprogramme ihrer 22 Mitgliedsstaaten (Belgien, Dänemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Großbritannien, Irland, Italien, Luxemburg, die Niederlande, Norwegen, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Schweden, die Schweiz, Spanien, die Tschechische Republik und Ungarn). Kanada beteiligt sich über ein Kooperationsübereinkommen an einigen Projekten. Bulgarien, Lettland, Litauen, Malta, die Slowakische Republik und Slowenien sind "Europäische Kooperationsstaaten".
Darüber hinaus arbeitet die ESA mit der EU zusammen, um die Programme Galileo und Copernicus zu verwirklichen.

Kopf der ESA-Webseite

Quelle: ESA

2013 beschäftigt die ESA 2250 hochqualifizierte Mitarbeiter aus allen Mitgliedsstaaten - Wissenschaftler, Ingenieure, IT-Spezialisten und Verwaltungsangestellte. Die ESA-Aktivitäten lassen sich in ein "Pflichtprogramm" und eine Reihe optionaler Programme unterteilen. Das Pflichtprogramm, das die Weltraumforschungsprogramme und das allgemeine Budget umfasst, wird von allen Mitgliedsstaaten gemeinsam finanziert. Der anteilsmäßige Beitrag der einzelnen Staaten richtet sich dabei nach dem jeweiligen Bruttoinlandsprodukt. Hinsichtlich der optionalen Programme ist es hingegen jedem einzelnen Staat freigestellt, ob und in welcher Höhe er sich beteiligt.

Das geschätzte Budget der ESA für 2013 beträgt 4282,1 Millionen Euro. Die ESA funktioniert nach dem Prinzip eines geographischen Mittelrückflusses (“Geographic Return“), d.h. sie investiert über Industrieaufträge für Raumfahrtsprogramme in jedem Mitgliedsstaat Beträge, die mehr oder weniger den Beitragsgeldern des jeweiligen Landes entsprechen. Die europäischen Pro-Kopf-Investitionen in die Raumfahrt sind vergleichsweise gering. Für die Raumfahrtausgaben bezahlt jeder Bürger eines ESA-Mitgliedsstaates Steuergelder etwa in der Höhe eines Kinobesuchs. In den Vereinigten Staaten sind die Investitionen in die zivile Raumfahrt fast viermal so hoch.

Die Betätigungsfelder der ESA reichen von der Erforschung der Erde, ihres unmittelbaren Umfelds, des Sonnensystems und des Universums über die Entwicklung satellitengestützter Technologien und Dienstleistungen (Raumfahrzeugträger, Satelliten und Bodenanlagen) bis zur Förderung verschiedener europäischer Hochtechnologie-Industrien. Dazu startet sie startet Erdbeobachtungs-, Navigations-, Telekommunikations- und Astronomiesatelliten, schickt Raumsonden in entlegene Regionen des Sonnensystems und beteiligt sich an der bemannten Exploration des Weltraums. Durch die intensive Kooperation mit außereuropäischen Weltraumorganisationen sollen die gewonnenen Erkenntnisse und Erfindungen nicht nur Europa, sondern der gesamten Menschheit zugute kommen.

An der Spitze der ESA steht ein Generaldirektor, der alle vier Jahre vom ESA-Rat gewählt wird. Jede Forschungssparte hat darüber hinaus ein eigenes Direktorat, das dem Generaldirektor untersteht. Amtierender Generaldirektor der ESA ist seit Juli 2015 Prof. Dr.-Ing. Johann-Dietrich Wörner. Die ESA hat ihren Hauptsitz in Paris, wo auch die Beschlüsse für Zukunftsprojekte gefasst werden. Daneben hat die ESA in ganz Europa weitere Zentren mit jeweils verschiedenen Aufgabenbereichen:

  • Das Europäische Weltraumforschungs- und -technologiezentrum ESTEC (European Space Research and Technology Centre) mit Sitz in Noordwijk in den Niederlanden ist Entwicklungs- und Testzentrum für die meisten ESA-Raumfahrzeuge.
  • Das Europäische Raumflugkontrollzentrum ESOC (European Space Operations Centre) ist für die Überwachung der ESA-Satelliten in erdnahem oder interplanetarem Orbit verantwortlich und befindet sich in Darmstadt in Deutschland.
  • Das Europäische Astronautenzentrum EAC (European Astronauts Centre) trainiert Astronauten für künftige Missionen und liegt in Köln in Deutschland.
  • Das Europäische Raumfahrtforschungsinstitut ESRIN (European Space Research Institute) befindet sich in Frascati bei Rom in Italien. Zu seinen Aufgaben gehören das Sammeln, Speichern und Verteilen von Satellitendaten an die ESA-Partner und die Funktion als Informationstechnologie-Zentrale der Organisation.
  • Im Europäischen Weltraum-Astronomiezentrum ESAC (European Space Astronomy Centre) in Villafranca, Spanien, laufen die wissenschaftliche Daten aller astronomischen und planetaren ESA-Missionen in so genannten "science operation centres" zusammen und werden dort archiviert.

Ferner unterhält die ESA Verbindungsbüros in den USA, Russland und Belgien, einen Raumflughafen in Französisch-Guayana sowie Bodenstationen (“Tracking Stations“) zur Kommunikation mit den ESA-Satelliten und Sonden in verschiedenen Teilen der Welt.

Die eduspace-Seiten der ESA bieten hervorrragendes Material zu (Selbst)studium sowie zu Unterricht/Lehre einschließlich der Möglichkeit zum Download von Software zur Verarbeitung von Satellitenbildern (LEOWorks). Die ESA-Seiten Satellite Images - Observing the Earth und Multimedia Gallery enthalten umfangreiches Bildmaterial zu den Bereichen Erdbeobachtung und Weltraumfahrt. Insgesamt sind die ESA-Seiten eine Fundgrube für erdbeobachtungs- und raumfahrtbezogene Recherchen.

Im Februar 2017 bekannte sich die ESA zu einer Open Access-Strategie für Bild- und Videomaterial sowie ausgewählte Datensätze. Seit über 20 Jahren stellt die ESA Wissenschaftlern, der Industrie, den Medien und der breiten Öffentlichkeit über digitale Plattformen wie dem World Wide Web und sozialen Medien eine Fülle an Informationen, Bildmaterial und Daten zur Verfügung. Mit der Weiterentwicklung der Informationsmanagementstrategie der ESA erweitern sich auch hier die entsprechenden Möglichkeiten. So wird nun insbesondere dank einer neuen Open-Access-Strategie für Informationsmaterial und Daten der ESA die umfassende und regelmäßige Nutzung dieses Materials durch die breite Öffentlichkeit, die Medien, den Bildungssektor, Partner und andere Interessierte erleichtert.

Allerdings ist nicht sämtliches ESA-Material von der Open-Access-Strategie erfasst - weil viele Bilder, Videos und Datensätze zusammen mit anderen Partnern aus Wissenschaft und Industrie entstehen. Zunächst gibt die Weltraumorganisation deswegen nur das Material frei, das sie entweder komplett selbst erstellt hat oder für das sie zumindest die Rechte Dritter geklärt hat.

Beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) gilt schon seit 2012 eine vergleichbare Regelung. Bei der US-Weltraumbehörde NASA hingegen sind alle Inhalte grundsätzlich kostenlos nutzbar, sie unterliegen keinem Copyright. Das dafür genutzte Rechtsinstrument der "public domain" gibt es in Europa so allerdings nicht, deswegen sind gesonderte Regeln erforderlich.

Weitere Informationen:

ESAC

Engl. Akronym für European Space Astronomy Centre; das Europäische Weltraumastronomiezentrum ist eine Außenstelle der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) in Villafranca del Castillo, 30 km westlich von Madrid in Spanien. Es archiviert und wertet Daten aus, die bei den wissenschaftlichen Weltraummissionen der ESA anfallen. Seine 15-m-Antenne ist ebenso Teil von ESTRACK wie die 65 km entfernte 35-m-Antenne in Cebreros.

Weitere Informationen: European Space Astronomy Centre - Startseite (ESA)

ESOC

Engl. Akronym für European Space Operations Centre, Raumflugkontrollzentrum der ESA mit Sitz in Darmstadt. Das ESOC ist das Missionskontrollzentrum für die meisten Weltraumprojekte der ESA. Es betreut normalerweise ein knappes Dutzend Vorhaben gleichzeitig über ein weltweites Netz von Bahnverfolgungsstationen, zu denen auch das Deep Space Network der NASA gehört.

Während der Projektplanung empfiehlt das ESOC geeignete Flug- und Umlaufbahnen und Bodenverbindungen. Die Gefahren durch Weltraumschrott werden ebenfalls vom ESOC überwacht.

Unter dem Namen ESTRACK unterhält ESOC ein weltweites Netz von Bodenstationen mit Antennen in: Cebreros (Spanien), Villafranca del Castillo (Spanien), Maspalomas (Gran Canaria, Spanien), Kiruna (Schweden), Kourou (Französisch Guayana), Malindi (Kenia), New Norcia (Australien), Perth (Australien), Redu (Belgien) und Spitzbergen (Norwegen).

Die Bedeutung des Zentrums hat im Laufe des letzten Jahrzehnts mit immer mehr europäischen Raumfahrtmissionen zugenommen. Das ESOC hat bislang über 60 Satelliten der ESA operationell betreut, wie XMM-Newton, Integral, Cluster II, Envisat, Huygens, Mars Express, GOCE, Rosetta u.w. Außerdem hat das Zentrum zahlreiche Missionen anderer nationaler und internationaler Organisationen unterstützt.

Aufgrund seiner hoch entwickelten Technik und seiner Spezialisten-Teams ist das ESOC in der Lage, gleichzeitig über 15 Satelliten in Routine und weitere Satelliten in der frühen Startphase (LEOP) zu kontrollieren bzw. weltweit renommierte Rettungsaktionen durchzuführen.

Weitere Informationen:

ESRAD

Ein Windprofiler-Radarsystem mit 52,5 MHz in Esrange (Schweden, 67° 53' N / 21° 06' E). Die Messungen umfassen vertikale und horizontale Winde im Höhenbereich von ganzjährig 1.000 m bis 15.000 m und von 80.000 m bis 90.000 m im Sommer. Die Höhenauflösung beträgt 150 - 600 m, die zeitliche Auflösung 1 Minute.

ESRANGE

Engl. Akronym für European Space and Sounding Rocket Range; der wichtigste zivile Startplatz für europäische Forschungsraketen und Stratosphärenballone sowie die Erdfunkstelle für etwa 25 geostationäre und polarumlaufende Satelliten. Das Weltraumzentrum liegt etwa 150 Kilometer nördlich des Polarkreises und 45 Kilometer östlich der schwedischen Stadt Kiruna. Es umfasst auf einem 20 Quadratkilometer großen Gelände am Fluss Vittangi die gesamte Bodeninfrastruktur mit Startanlagen, Radarkomplexen und Satellitenempfangsstationen zur Durchführung der TEXUS-, MAXUS-, MASER- und Ballon- Missionen. Nördlich von ESRANGE schließt sich ein 5.600 km² großes menschenleeres Gebiet in der schwedischen Tundra an, in dem die Nutzlasten und ausgebrannten Raketenstufen niedergehen und geborgen werden können.

ESRANGE wurde 1966 von der European Space Research Organization (ESRO), einer der Vorläuferorganisationen der ESA, gegründet und aufgebaut. Im Juli 1972 ging der Startplatz in schwedisches Eigentum über und wird seitdem von der Raumfahrtfirma Swedish Space Corporation (SSC) mit Hauptsitz in Stockholm betrieben. Um den Unterhalt von ESRANGE auf Dauer sicherzustellen, wurde 1971 ein Regierungsabkommen geschlossen, das „Esrange Andøya Special Project“ (EASP). Im Rahmen dieses Abkommens leisten die Mitgliedsländer Deutschland, Frankreich, Schweden, Norwegen und die Schweiz im Sinne einer Solidargemeinschaft bis heute finanzielle Unterstützung und erhalten dafür vorrangige Nutzungsrechte zu Sonderkonditionen. Zu den Nutzern von ESRANGE gehören zudem zahlreiche Forschungsinstitute und Raumfahrtagenturen anderer Länder, wie zum Beispiel die NASA (USA) und JAXA (Japan).

Seit 1966 wurden von ESRANGE aus mehr als 500 Forschungsraketen und über 550 Stratosphärenballone gestartet. Bei dem pyramidenförmigen Startturm für die Raketen handelt es sich um eine weltweit einzigartige Einrichtung:
Abgesehen von den Silos für militärische Trägersysteme ist dies der einzige Ort, an dem Raketen innerhalb eines Gebäudes starten. Alle notwendigen Arbeiten am Startturm und der Rakete, wie etwa das möglichst späte Einbringen einer Nutzlast oder eines Experimentes, können so, geschützt vor Wind und den arktischen Temperaturen im Winter, durchgeführt werden. Erst wenige Sekunden vor dem Start werden der „Schornstein“ an der Spitze des Gebäudes für die Rakete sowie andere Klappen zum Freisetzen der Abgase geöffnet.

Weitere Informationen:

ESRIN

Engl. Akronym für European Space Research Institute; in Frascati bei Rom beheimatetes Institut der ESA zur für alle Europäer nutzbringenden Verbindung von Wissenschaft und Raumfahrtanwendungen. Über den Kontakt mit Nutzern von Raumfahrtmissionen sollen die Entwicklung neuer Produkte und Dienstleistungen sowie die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Raumfahrtindustrie gefördert werden. Daneben kooperiert ESRIN mit internationalen Partnern wie der Europäischen Kommission und nachgeordneten Behörden der UNO, und sie spielt eine wichtige Rolle in zahlreichen internationalen Projekte wie dem Geosphäre/Biosphäre-Programm und dem Committee for Earth Observation Satellites.

Die Aktivitäten von ESRIN umfassen folgende vier Bereiche:

  • Erdbeobachtung (Sammlung von Erdbeobachtungsdaten von europäischen Satelliten über ca. 30 Bodenstationen weltweit, Datenaustausch mit Partnerstaaten sowie Verarbeitung, Speicherung und Bereitstellung von Daten für Nutzer auf der ganzen Erde)
  • Informationssysteme (Entwicklung von einheitlichen Informationssystemen, von Software und Netzwerklösungen für die ESA mit integrierter Sprach-, Daten- und Videokommunikation)
  • VEGA (Entwicklung eines kostengünstigen, einfachen und schnell verfügbaren Transportsystems auf Festbrennstoffbasis in Zusammenarbeit mit italienischen und französischen Partnern)
  • Kommunikation (Kommunikationsstellen zur Nutzung durch die ESA-Mitgliedstaaten, die europäische Industrie und die europäische Öffentlichkeit)

Weitere Informationen: ESRIN - Startseite

ESSAIM

Im Dezember 2004 von der Trägerrakete Ariane 5 gestartetes Demonstrationssystem zur Aufzeichnung der elektromagnetischen Umwelt unseres Planeten (militärisch-elektronische Aufklärung im Bereich von Radio- und Radarwellen). Das im Auftrag der französischen nationalen Beschaffungsbehörde DGA entwickelte System besteht aus mehreren Mikrosatelliten im Formationsflug - daher die Bezeichnung Essaim, franz. "Schwarm" - und beinhaltet ein Bodenkontrollsegment und eine Bodenstation zur Datenauswertung. Zielsetzung der Mission ist die Bewertung der operationellen Systemleistungen zur Vorbereitung der nächsten Generation. Das System ist in der Lage, eine Zone von 200 bis 2.500 Kilometern zu überwachen beziehungsweise abzuhören.
Die vier ESSAIM-Satelliten nutzen die Vielzweck-Plattform der Mikrosatellitenlinie Myriade. Seit 2010 sind die Satelliten außer Betrieb.

Essentielle Klimavariable

Engl. Essential Climate Variable (ECV); eine physikalische, chemische oder biologische Variable oder eine Gruppe von miteinander verbundenen Variablen, die entscheidend zur Charakterisierung des irdischen Klimas beitragen. ECV-Datensätze liefern die empirischen Belege, die benötigt werden, um die Entwicklung des Klimas zu verstehen, um Maßnahmen zur Abschwächung des Klimawandels und zur Anpassung zu leiten, um Risiken abzuschätzen, um Klimaereignisse ihren Ursachen zuzuordnen und Klimadienste zu stützen. Die aktuelle ECV-Liste wurde im Rahmen des Global Climate Observing System (GCOS) zusammengestellt.
Die Liste der ECVs ist nicht statisch. Im Zuge des Fortschrittes bei Klimaforschung und Messtechnik können weitere Klimavariablen in die Liste der ECVs aufgenommen werden. Auch neue Nutzeranforderungen, z. B. im Zuge der Planung von Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel, können zur Modifizierung der Liste der ECVs führen.

Essentielle Klimavariablen (ECV)

Die Tabelle enthält die Liste der ECV gemäß GCOS Implementierungsplan (WMO, 2010), mit den für Deutschland zusätzlichen relevanten Variablen (kursiv).

Die ECV sind der Schlüssel, um klimabedingte Veränderungen der Erde zu verstehen. Die ECV-Datenbank, zu der Satellitendaten entscheidend beitragen, ist von großer Bedeutung für das Monitoring des Klimawandels durch das IPCC.

Zu größerer Darstellung auf Grafik klicken

Quelle: DWD

Weitere Informationen:

ESSP

Engl. Akronym für Earth System Science Pathfinder; Programm der NASA im Rahmen von Earth Science Enterprise. Zu den ESSP-Missionen gehören: GRACE, CloudSAT, OCO, AQUARIUS , CALIPSO und Earth Venture.

Weitere Informationen: Earth System Science Pathfinder (Startseite)

ESTEC

Engl. Akronym für European Space Research and Technology Centre ist das Weltraum-Forschungs- und Technologiezentrum der ESA mit Sitz in Noordwijk, Niederlande. Hier findet ein Großteil der technischen Planung und der Koordination mit der Industrie für die Missionen statt. Im ESTEC werden auch die Satelliten auf ihre Tauglichkeit für Weltraumbedingungen getestet. Dies beinhaltet u.a. Vibrationstests, Thermal-/Vakuum-Tests und Tests für Elektromagnetische Verträglichkeit.

Weitere Informationen: ESTEC - Startseite (ESA)

ESTRACK

Engl. Akronym für ESA Tracking Stations betreibt die europäische Raumfahrtorganisation ESA ein Netz von Funkstationen, die zur Kommunikation mit Satelliten und Raumsonden dienen. Dadurch, dass die Stationen weltweit verteilt sind, ist gewährleistet, dass ein Raumflugkörper jederzeit mit mindestens einer Station Funkverbindung aufnehmen kann. Zu den Raumfahrtmissionen, die über das ESTRACK gesteuert werden, gehören beispielsweise Herschel/Planck, LISA Pathfinder, Gaia, BepiColombo und Venus Express.

Zur Zeit (März. 2010) besteht ESTRACK aus zehn Bodenstationen, die die Raumflugkörper mit dem Europäischen Raumflugkontrollzentrum (ESOC) in Darmstadt verbinden. Sechs Stationen befinden sich in Europa, zwei in Australien, eine in Afrika und eine auf dem südamerikanischen Kontinent.

Weitere Informationen: ESTRACK - Startseite (ESA)

ETOPO1

ETOPO1 ist ein 2009 vorgestelltes globales Reliefmodell der Erdoberfläche, das Daten der Landtopographie und Daten der Meeresbathymetrie integriert. Es hat eine räumliche Auflösung von 1' (eine Bogenminute = 1 Seemeile = 1,852 km). Das Modell wurde aus mehreren globalen und regionalen Datensätzen generiert.
Einen wesentlichen Beitrag leistete die Space Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), welche während einer 11-tägigen Mission im Februar 2000 topographische Höhenmessungen durchführte.

Es gibt zwei Versionen des Modells:

  • ETOPO1 Ice Surface: Die entsprechend dargestellte Höhe ist die Höhe der Oberfläche des Eises in Grönland und Antarktis.
  • ETOPO1 Bedrock: Die dargestellte Höhe ist die Höhe der Landoberfläche (bedrock) unter dem Eis.
etopo1_ice_low_400_lresQuelle: Norsk Regnesentral ETOPO1

Geschummertes Farbrelief der Erde, generiert aus Daten von ETOPO1 Ice Surface.
Das Bild wurde mit der Software Generic Mapping Tools (GMT; http://gmt.soest.hawaii.edu/) erzeugt, wobei drei Farbpaletten verwendet wurden: Blau für Ozeantiefen und über dem Meeresspiegel befindliche Seen, grün und braun für Landflächen sowie Weißschattierungen für die antarktischen und grönländischen Eisschilde und für Gletscherflächen, die größer als 100 km² groß sind. Dabei wurde die GLIMS Glacier Database verwendet (http://nsidc.org/data/nsidc-0272.html).

Zu größerer Darstellung auf Grafiken klicken.

 

 
global_histogram_lres Quelle: NOAA

Das NGDC hat ein Histogramm berechnet (Verteilung der Höhen), und eine hypsographische Kurve (kumulative Erhöhungen) der Erdoberfläche erstellt, wobei das ETOPO1 Ice Surface global relief model zum Einsatz kam.
Das Histogramm enthüllt zwei wesentliche Höheneinheiten: die einige hundert Meter über dem Meeresspiegel liegenden Kontinente und die ozeanischen Tiefsee-Ebenen, die sich ca. 4.300 m unter dem Meeresspiegel befinden. Diese Verteilung weist darauf hin, dass die Kruste des Ozeanbodens grundlegend verschieden ist von der der Kontinente. Dies ist durch unzählige Forschungsarbeiten belegt.
Die markante Versteilung der hypsographischen Kurve in Gebirgen und im Bereich von Tiefseerinnen kann nur durch eine dynamische Erde erhalten werden. In geologischen Zeitskalen würden solche Merkmale im einen Fall rasch erodieren, im anderen Fall ebenso schnell mit Sedimenten aufgefüllt werden.

 

Weitere Informationen:

EUMETCast

Datenverteilsystem von EUMETSAT. Über EUMETCast werden Satellitenbilder und zentral erstellte Produkte von MSG (als Ersatz für das bei MSG ausgefallen HRIT und LRIT), ATOVS-Daten welche an verschiedener Bodenstationen der Nordhemisphäre sowie Bilder hoher zeitlicher Auflösung des Rapid-Scan-Service verbreitet. Die Übertragung der digitalen Daten erfolgt mit DVB (Digital Video Broadcasting) über den Telekommunikationssatelliten Hot Bird.

EUMETSAT

Engl. Akronym für European Organisation For The Exploitation Of Meteorological Satellites; die Betreiberorganisation europäischer Wettersatelliten, getragen von derzeit 30 Partnerstaaten: Die europäische Organisation für die Nutzung meteorologischer Satelliten ist eine zwischenstaatliche Organisation mit Sitz in Darmstadt, Deutschland, mit derzeit 30 europäischen Mitgliedstaaten (Belgien, Bulgarien, Dänemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Italien, Island,Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, die Niederlande, Norwegen, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Schweden, die Schweiz, Slowakei, Slowenien, Spanien, die Tschechische Republik, Türkei, Ungarn und das Vereinigte Königreich) und 1 Kooperationsstaat (Serbien).

Hauptsitz dieser 1983 gegründeten zwischenstaatliche Organisation ist Darmstadt, ebenso das Kontrollzentrum für die Satelliten METEOSAT und METEOSAT SECOND GENERATION (MSG ). Sie setzt das von der ESA 1977 begonnene METEOSAT-Programm fort und ist zuständig für die Einrichtung und den Unterhalt eines europäischen Systems von operationellen Wettersatelliten sowie die Vermittlung von Satellitendaten an die Verbraucher (nationale Wetterdienste, Forschung und Lehre oder kommerzielle Organisationen). Als wichtiger Partner neben den USA und Russland sorgt EUMETSAT für die Überwachung des globalen Wetters und des Klimas. Der Betrieb von EUMETSAT erfolgte bis Ende 1995 durch die ESOC. Zur Zeit betreibt EUMETSAT die Vorbereitungen für das EUMETSAT Polarsystem (EPS).

Auf der EUMETSAT-Hausseite (s.u.) sind aktuelle und historische Wettersatellitenbilder zu verschiedenen Parametern abrufbar, z.T. kommentiert und animiert.

Weitere Informationen:

EUMETSAT Polar System (EPS)

Programm von EUMETSAT für das europäische System polarumlaufender Wettersatelliten mit dem Namen METOP im Rahmen des globalen meteorologischen Satellitensystems. Es beinhaltet Entwicklung, Bau (gemeinsam mit ESA), Start und Betrieb der Satelliten und der erforderlichen Bodeneinrichtung und die Datenaufbereitung und -archivierung.

Weitere Informationen:

Eurisy

1989, ursprünglich als Teil der europäischen Vorbereitungen für das International Space Year (1992) gegründete Organisation. Eurisy bietet eine Plattform für europäische Agenturen, Regierungsorganisationen, Firmen und Institutionen, die mit weltraumbezogenen Aktivitäten befasst sind. Zu ihren Trägern gehören heute raumfahrtorientierte Firmen und Raumfahrtagenturen vorwiegend aus Europa und z.T. aus Afrika. Eurisy ermöglicht seinen Mitgliedern die Bündelung ihrer Kräfte bei der Verfolgung folgender Ziele:

  • Förderung des Bewußtseins von den europäischen Raumfahrtaktivitäten bei Politikern auf nationaler und europäischer Ebene durch die Hervorhebung ihrer strategischen Bedeutung
  • Entwicklung von Themenfeldern, die das Interesse von neuen Nutzern von Raumfahrtanwendungen finden könnten
  • Ermutigung des Gedankenaustausches zwischen Gruppen mit unterschiedlichen Interessen
  • Hervorhebung des Beitrags von Forschung zum Knowhow-Transfer für den Anwendungsbereich
  • Information von Schülern der Sekundarstufe und von Studenten sowie ihrer Lehrer über die europäischen Raumfahrtaktivitäten im Hinblick sowohl auf den Zugewinn an wissenschaftlicher Erkenntnis als auch auf ihre praktische Nutzbarmachung im täglichen Leben und die mit ihnen verbundene sozio-ökonomische Entwicklung.
  • Hinführung von Schülern der Sekundarstufe, Studenten und Lehrern zu internationalen Austauschen und Gruppenarbeit unter Zuhilfenahme der neuen Informationstechnologien
  • Entwicklung eines europäischen Netzwerkes im Bereich der Raumfahrttechnik und seine Ausweitung auf Länder in Mittel- und Osteuropa sowie Anrainerstaaten des südlichen Mittelmeers.

Weitere Informationen: Eurisy - Startseite

Eurockot

Eurockot Launch Services GmbH ist ein in Bremen ansässiges Joint-Venture der Firmen Airbus Defence and Space (früher EADS Astrium) mit 51 % Anteil und dem „Khrunichev State Research and Production Space Center“ mit 49 % Anteil.
Khrunichev ist eine der führenden Produzenten russischer Trägersysteme und Raumfahrzeuge, unter anderem der Proton Raketen und Modulen der Raumstationen MIR und ISS. Khrunichev stellt im Rahmen des Joint Venture das Rockot Trägersystem zur Verfügung, inklusive der Nutzlastintegration und dem Startbetrieb. Airbus Defence and Space beteiligt sich durch das kommerzielle und technische Management an EUROCKOT. Das Zustandekommen des Industrie-Joint-Ventures wurde von der Bundesrepublik Deutschland gefördert. Rockot wird vom russischen Weltraumbahnhof in Plessetsk gestartet und ist in der Lage, bis zu 1900 kg Nutzlast in erdnahe Umlaufbahnen zu transportieren. Im Rahmen von Missionen mit dem Trägersystem Rockot liefert Eurockot kommerzielle Startdienste für Betreiber von Fernerkundungs-, Wissenschafts- und Kommunikationssatelliten auf erdnahen Umlaufbahnen.

Eurockot hat bereits zahlreiche Starts für kommerzielle und institutionelle Kunden aus Europa, Nordamerika und Asien (Deutsche Luft- und Raumfahrtzentrum (DLR), die kanadische Raumfahrtagentur, Raumfahrtinstitute in Korea und Japan sowie die ESA), für die Eurockot insgesamt bereits drei Satelliten erfolgreich startete.)realisiert. 2009 hat Eurockot für die ESA drei Satelliten erfolgreich gestartet: GOCE, SMOS und PROBA-2. Mit dem Start des japanischen Satelliten SERVIS-2 von Plesetsk 2010 fand der mittlerweile 10. Eurockot-Start, seit Aufnahme der Geschäftstätigkeit im Jahr 2000 statt.

Eurockot ermöglicht unterschiedliche Flugbahnen wie beispielsweise polare und sonnensynchrone Orbits und bietet auch Startdienste für Deep Space Missionen.

Weitere Informationen:

Europäisches Datenrelaissystem (EDRS)

Engl. European Data Relay Satellite System; System von Kommunikationssatelliten, das eine kontinuierliche Datenübertragung in Breitband-Qualität zwischen einerseits Satelliten und unbemannten Flugsystemen (UAVs) und andererseits Bodenstationen ermöglicht.

EDRS transportiert Datenvolumen von bis zu 1,8 Gigabit pro Sekunde mit einem minimalen Zeitverzug vom All auf die Erde. Herzstück des Systems, das aus den beiden geostationären "Verteiler"-Knoten EDRS-A und - ab 2017 - EDRS-C besteht, sind die in Deutschland entwickelten und gebauten Laserkommunikations-Terminals.

Aufgrund ihrer festen Position im Weltraum können EDRS-A und EDRS-C die hochratigen Kommunikationsdaten von niedriger fliegenden Erdbeobachtungssatelliten aufnehmen und ohne große zeitliche Verzögerungen zur Erde weiterleiten. Damit sind die Satelliten nicht - wie bislang üblich - an die kurzen Zeiten mit Sichtkontakt während ihres Fluges über die jeweiligen Bodenstationen gebunden. Mit EDRS hingegen werden diese Daten von einer höher gelegenen geostationären Position aus über eine Laserverbindung eingeholt und sofort zur Erde gesendet, womit sich der Zugriff auf zeitkritische, möglicherweise lebensrettende Daten ganz erheblich verkürzen wird. EDRS arbeitet mit optischen Laserverbindungen, die mit bis zu 1,8 Gigabit pro Sekunde eine deutlich höhere Bandbreite als bislang übliche Funkverbindungen besitzen und damit wesentlich leistungsfähiger sind. Die Laser-Terminals benötigen weniger als eine Minute, um eine Verbindung zwischen geostationärem und niedrigem Erdorbit herzustellen. Zudem können sie die "überfüllten" Frequenzbereiche der herkömmlichen Radio-Verbindungen vermeiden. Die geostationären Relais-Satelliten senden die gesammelten Datenpakete an Empfangsstationen in Europa, unter anderem an zwei zum DLR gehörende Stationen in Weilheim sowie jeweils eine Station in Redu (Belgien) und in Harwell (England).

Das Programm ähnelt dem amerikanischen Tracking and Data Relay Satellite System, das zur Kommunikation mit den Space Shuttles diente. EDRS wird aber eine neue Generation LCT-Technologie der Firma Tesat-Spacecom verwenden. Das LCT ist so konzipiert, dass 1,8 Gbps über Entfernungen von 45.000 km – was der Entfernung einer LEO-GEO Verbindung entspricht - übertragen werden können. Ein solches Terminal wurde bereits erfolgreich bei der In-Orbit-Verifikation zwischen dem deutschen Radarsatelliten TerraSAR-X und dem amerikanischen Satelliten NFIRE getestet. Ein LCT ist an Bord des kommerziellen Telekommunikationssatelliten Alphasat, um weitere System- und Betriebsdemonstrationen durchführen zu können.

EDRS

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Quelle: ESA
  Europäisches Datenrelaissystem (EDRS)

Basis des im Aufbau befindlichen Europäischen Datenrelaissystems sind zwei geostationäre "Verteiler"-Satelliten, die aufgrund ihrer festen Position im Weltraumhauptsächlich die hochratigen Kommunikationsdaten von Erdbeobachtungssatelliten auf niedrigen Umlaufbahnen aufnehmen und ohne zeitliche Verzögerungen zur Erde weiterleiten. Damit sind die Satelliten nicht mehr an die kurzen Kontaktzeiten während ihres Fluges über die jeweiligen Bodenstationen gebunden. Bei dem System kommt innovative Laser-Kommunikationstechnik zum Einsatz.
Gegenwärtig kann es zwei Stunden dauern, um ein Bild von einem Erdbeobachtungssatellit downzuloaden, wohingegen es mit EDRS nur noch Minuten dauert. Im Falle von Katastrophen wie Überschwemmungen und Erdbeben ist die Verfügbarkeit von Information innerhalb kürzester Zeit unerlässlich um Menschen und Infrastruktur zu schützen.

 

An Bord einer Proton-Rakete ist am 29. Januar 2016 um 23.20 Uhr Mitteleuropäischer Zeit mit EDRS-A der erste Laserknoten des Europäischen Datenrelais-Systems EDRS als piggyback Nutzlast an Bord des Kommunikationssatelliten Eutelsat 9B vom russischen Raumfahrtzentrum in Baikonur (Kasachstan) ins All aufgebrochen - auf dem Weg in den geostationären Orbit, 36.000 Kilometer von der Erde entfernt.

Der erste EDRS-Knoten, EDRS-A, nahm seine Datenrelaisdienste im Sommer 2016 auf. Zu den ersten Nutznießern gehören die Copernicus-Satelliten Sentinel-1 und Sentinel-2 der ESA und der Europäischen Kommission. Die zweite EDRS-Nutzlast, EDRS-C, soll 2017 mit einer Ariane-5-Trägerrakete vom europäischen Raumfahrtzentrum in Kourou gestartet werden. Ab 2018 soll auch die Internationale Raumstation über EDRS mit der Erde kommunizieren können. In seiner vollständigen Konfiguration soll EDRS eine globale Abdeckung erreichen und pro Tag mehr als 50 Terabyte an Daten aus der Umlaufbahn zur Erde weiterleiten können.

Eine Reihe wichtiger Anwendungen werden von EDRS profitieren:

  • Erdbeobachtungsdienste zur Unterstützung von zeitkritischen und/oder datenintensiven Anwendungen, wie z.B. Veränderungeüberwachung, Überwachung der Umwelt.
  • Regierung und Sicherheitsdienste, die Daten der wichtigsten europäischen Satellitensysteme benötigen, wie z.B. Global Monitoring for Environment and Security.
  • Kriseninterventionsteams und Rettungskräfte, die zeitnah Informationen und Daten von Krisengebieten benötigen.
  • Sicherheitskräfte, die Daten an Erdbeobachtungssatelliten, Flugzeuge und unbemannte Luftfahrzeuge übertragen müssen, um die Systeme in Echtzeit neu zu programmieren.
  • Wetter Satellitendienste, die die schnelle Lieferung von großen Datenmengen auf der ganzen Welt benötigen.

EDRS wird als Öffentlich Private Partnerschaft (PPP) zwischen der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und Airbus Defence and Space betrieben. Die ESA finanziert die Entwicklung der Infrastruktur und ist der Hauptkunde durch die Sentinel-Satelliten-Missionen. Airbus Defence and Space trägt die Gesamtverantwortung für die Umsetzung des Weltraumsegmentes einschließlich der Satellitenstarts und die Implementierung des Bodensegments. Airbus Defence and Space wird dann Eigentümer des EDRS-Systems und wird die Datenübertragungsdienste für die ESA und Kunden weltweit bereitstellen. Der speziell für diese Mission ausgelegte Satellit EDRS-C beruht auf der neuen SmallGEO Plattform und wird von der deutschen Firma OHB gebaut.

Zwei weitere Raumfahrzeuge sollen das System im Jahr 2017 bzw. 2019 abrunden und somit die vollständige Erdabdeckung und langfristige Systemredundanz bis über das Jahr 2030 hinaus sichern.

Weitere Informationen:

European Space Imaging (EUSI)

2002 gegründeter Anbieter von sehr hoch aufgelösten Satellitenbildern für Kunden in Europa und Nordafrika mit Sitz in München. Die im Besitz der Vereinigten Arabischen Emirate befindliche EUSI ist Partner von DigitalGlobe und Space Imaging Middle East (SIME) im Rahmen der WorldView Global Alliance und hat dabei Zugriff auf die Satelliten WorldView-1, WorldView-2 und QuickBird - die weltweit höchstperformante Satellitenkonstellation mit Aufnahmen in bis zu acht Multispektralkanälen bei 50 cm Auflösung.
Das Unternehmen betreibt in Kooperation mit dem DLR seine eigene Bodenstation und bietet damit seinen Kunden größtmögliche Flexibilität in der kurzfristigen und zuverlässigen Datenbereitstellung. Die breite Produktpalette umfasst geokodierte und orthorektifizierte Bilddaten, Stereobilder, Bildmosaike sowie komplexe digitale Geländemodelle. Die Produkte kommen in unterschiedlichsten raumbezogenen Anwendungsgebieten (Kartographie, Land- und Forstwirtschaft, Umweltstudien, 3D-Simulationen etc.) zum Einsatz.

Weitere Informationen:

European Union Satellite Centre (EUSC)

Das Satellitenzentrum der Europäischen Union (EUSC) wurde im Jahr 2002 auf der Grundlage einer Gemeinsamen Aktion des Rates vom 20. Juli 2001 (ABl. L 200 vom 25. Juli 2001) eingerichtet und nahm im Januar 2002 seine Tätigkeit auf. Das Zentrum ist eine Agentur des Rates der Europäischen Union; seine Hauptaufgabe besteht in der Erstellung und Auswertung von Informationen, die aus der Analyse von Bildern der Erdbeobachtungseinrichtungen gewonnen werden. Es unterstützt damit die Entscheidungsfindung der Europäischen Union im Bereich der Gemeinsamen Außen- und Sicherheitspolitik (GASP). Unter bestimmten Bedingungen werden auch Anfragen von Drittländern sowie von Organisationen wie UNO, OSZE und NATO vom EUSC bearbeitet.
Neben der Unterstützung der Entscheidungsfindung ist das Zentrum auch mit der Ausbildung von Personal auf dem Gebiet der digitalen Satellitenbildauswertung und der Erstellung geographischer Informationssysteme betraut.

Aufgabenbereiche des EUSC betreffen beispielsweise

  • Unterstützung von Rüstungskontrolle
  • Unterstützung militärischer Operationen
  • Friedenserhaltung, -stiftung, -durchsetzung
  • humanitäre Missionen
  • Vetragsüberwachung
  • Nichtverbreitung (von Massenvernichtungswaffen)
  • Terrorismusbekämpfung
  • Hinweise und Warnungen (bzgl. der Sicherheitslage)
eusc_aufklaerungskonzept_lres Georäumliches Aufklärungskonzept der EUSC




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Quelle: ESA

Das EUSC verfügt zur Wahrnehmung seiner Aufgaben über eine eigene Rechtspersönlichkeit und ist der politischen Aufsicht des Politischen und Sicherheitspolitischen Komitees des Rates und den operativen Weisungen des Generalsekretärs unterstellt. Der Sitz des Zentrums befindet sich in Torrejón in der Nähe von Madrid (Spanien).

Weitere Informationen:

EUROSPACE

1961 gegründete Interessenvertretung der europäischen Raumfahrtindustrie mit Sitz in Paris.

Weitere Informationen:

EVI

Engl. Akronym für Enhanced Vegetation Index; Verbesserter Vegetationsindex; ein dem NDVI ähnlicher, relativ neuer Vegetationsindex, der auf den Messungen des Sensors MODIS an Bord der Satelliten Terra und Aqua aufbaut. MODIS liefert eine feinere Auflösung und kann verschiedene, bei den NDVI-Sensoren AVHRR noch auftretende Fehler korrigieren. So kann EVI Störungen des reflektierten Lichts durch atmosphärische Partikel berücksichtigen.

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ExoMars

ExoMars steht für Exploration des Mars und ist eine gemeinsame wissenschaftliche und technologische Mission der europäischen Raumfahrtagentur ESA und der russischen föderalen Raumfahrtagentur Roskosmos zum Mars. Es besteht aus zwei Missionen: Die erste, die Mitte März 2016 startete, beinhaltet den so genannten Trace Gas Orbiter (Orbiter für Spurengase, kurz: TGO) und ein Landemodul namens Schiaparelli, das Verfahren für eine weiche Landung auf dem Mars erproben soll. Die Raumsonde mit zahlreichen Instrumenten an Bord erreichte die Kreisbahn um den Mars am 19. Oktober 2016 wie geplant, mit der später abgesetzten Landesonde Schiaparelli konnte hingegen kein Kontakt hergestellt werden.

Die zweite Mission, die 2020 folgen wird, besteht aus einem Marsrover und einer Landeplattform mit wissenschaftlichen Instrumenten. Die Hauptaufgabe des Programms ExoMars ist die Beantwortung der Frage, ob der Mars einstmals belebt war oder gar immer noch ist.

Dabei möchten die Forscher erfahren, ob der Planet heute noch geologisch aktiv ist oder sich dort Hinweise auf einfaches mikrobielles Leben finden lassen. Jedoch ist es noch gar nicht so lange her, dass sich die Spekulationen hierüber regelrecht überschlugen und viele Menschen annahmen, auf unserem Nachbarplaneten gäbe es intelligentes Leben. Die technologischen Ziele der Mission sind die Entwicklung von Lande- und Mobilitätstechnologien in Vorbereitung künftiger Mars-Missionen.

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EXOSAT

Engl. Akronym für European X-ray Observatory Satellite, im Mai 1983 gestartet und bis 1986 in Betrieb.

Weitere Informationen: EXOSAT - Startseite (ESA)

Extinktion

Die Abschwächung einer Strahlung beim Durchgang durch Materie infolge von Absorption, Beugung und Streuung. (s. Atmosphärenextinktion)

Extinktionsgesetz

Physikalisches Gesetz, das die Schwächung von Strahlung beim Durchgang durch ein homogenes Medium beschreibt.

Extinktionskoeffizient

Maß für die Schwächung von Strahlung durch Absorption und Streuung beim Durchgang durch ein Medium. Der Extinktionskoeffizient ist durch die Materialeigenschaften des Mediums festgelegt. In der wolkenfreien Atmosphäre setzt sich der Extinktionskoeffizient aus den Streu- und Absorptionskoeffizienten der Luft und des Aerosols zusammen.

extraterrestrische Weltraummission

Bemannte oder unbemannte Weltraummission zur Erforschung des interplanetaren oder interstellaren Weltraums.

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Exzentrizität

Die Exzentrizität einer Ellipse - das ist das Verhältnis des Abstands zwischen den Brennpunkten zur Länge der Hauptachse - ist immer kleiner als 1. Die Exzentrizität eines Kreises beträgt 0.
Mit Bezug zur Umlaufbahn von Satelliten beschreibt sie als Bahnelement die Form der Umlaufbahn. Die Exzentrizität ist die Abweichung einer Ellipse von der Kreisform. Sie wird berechnet, indem man den Abstand zwischen beiden Brennpunkten mit der großen Achse vergleicht. Die Größe lässt sich auch aus einem Vergleich zwischen dem Radius des Perigäums und dem des Apogäums ableiten. Eine Molniya-Umlaufbahn mit einem Perigäum von etwa 400 km und einem Apogäum von etwa 40.000 km gilt als stark elliptische (hoch exzentrische) Umlaufbahn. Da eine Kreisbahn nur einen Brennpunkt hat, ergibt sich keine Exzentrizität. Die Exzentrizität wird in Bahngleichungen mit 'e' bezeichnet.