Argentinische Erdbeobachtungsmission mit internationaler Unterstützung (USA, F, I, DK, BR). Seine Aufgaben zielen auf die Untersuchung der Struktur und Dynamik der Erdoberfläche, der Atmosphäre, Ionosphäre und des irdischen Magnetfeldes.
Der Satellit besitzt eine sonnensynchrone Umlaufbahn in 705 km Höhe mit einer Umlaufzeit von 98 min und einer Inklination von 98,2°. Der Wiederholzyklus beträgt 9 Tage.

Weitere Informationen: SAC-C (CONAE)

Engl. Akronym für Stratospheric Aerosol and Gas Experiment; das SAGE III-Instrument an Bord eines Meteor-3M-Satelliten wurde im Dezember 2001 von Baikonur aus in seinen Orbit gebracht. Innerhalb des EOS-Programms hat es die Aufgabe, weltweit Langzeitmessungen über die Hauptbestandteile der Erdatmosphäre vorzunehmen. Gleichzeitig misst SAGE III die Temperatur von Stratosphäre und Mesosphäre und dokumentiert die Verteilung von Spurengasen wie Wasserdampf und Stickstoffdioxid, die eine wesentliche Rolle beim Strahlungsgeschehen und bei chemischen Vorgängen in der Atmosphäre spielen.

Weitere Informationen:

• Aerosol Research Branch (NASA)
• SAGE-III (NASA, LARC)

Engl. Akronym für Saharan Mineral Dust Experiment; in Analogie zu dem gleichnamigen trocken-heißen Sahara-Wind benanntes Projekt zur Erforschung der Strahlungswirkung von Staub und Sand und deren Einfluss auf unser Klima.

Aufgrund moderner Veränderungen aller möglichen menschlichen Tätigkeiten, wie z.B. Landwirtschaft, breiten sich die Wüsten aus (siehe z.B. das UNO-Projekt gegen Desertifikation). Außerdem herrscht seit einigen Jahrzehnten eine ausgeprägte Dürre in der Sahel-Zone. Aufgrund dieser Faktoren verändert sich auch der Gehalt an Wüstenstaub in der Atmosphäre. Um seinen Einfluss auf den Treibhauseffekt besser einschätzen zu können, müssen Messungen sowohl in der unmittelbaren Nähe der Staub-Quellen als auch in der vom Wind abtransportierten Staubfahne durchgeführt werden.

Staub aus der Sahara-Wüste wird regelmäßig vom Wind bis zu 5.000 Meter hoch in die Atmosphäre getragen und zieht dann über den Atlantik bis in die Karibik oder an die südamerikanische Küste und in das Amazonas-Gebiet, wo er z.B. düngend wirkt. Die "Staubwolken" können dabei enorme Ausmaße annehmen und in Einzelfällen mit 500.000 Quadratkilometern die Größe Spaniens erreichen. Es ist eine offene Frage, welchen Einfluss dieser Transport von Staub auf die Strahlungsbilanz in der Atmosphäre hat und somit auch, ob evtl. in vier bis fünf Kilometer Höhe Prozesse ablaufen, die dem Temperaturanstieg entgegenwirken. Staubpartikel tragen zur Wolkenbildung bei und sie können Sonnenstrahlung in den Weltraum rückstreuen oder aber die Energie speichern, je nachdem, ob es sich um helle oder dunkle Partikel handelt. Insgesamt gelangen jährlich rund fünf Milliarden Tonnen Staubteilchen oder Aerosolpartikel durch im Wesentlichen natürliche, aber auch vom Menschen verursachte Prozesse in die Atmosphäre. Der Mineralstaub aus den Wüsten der Erde hat daran einen Anteil von 1,5 Milliarden Tonnen und wiederum 60 Prozent davon entstammen dem Wüstenkomplex der Sahara.

Die Kernphase der Expedition ist für Mitte Mai bis Anfang Juni 2006 geplant. Es soll in den marokkanischen Städten Ouarzazate und Zagora stattfinden, die am Rande der Sahara im Südosten des Königreiches liegen. Diese Standorte wurden ausgewählt, weil sie einerseits dicht am Quellgebiet für Saharastaub liegen, und andererseits trotzdem noch die notwendige Infrastruktur anbieten.Sahara-fremde Einflüsse (Industriestaub aus Europa, Atlantische Strömungen) werden im Wesentlichen durch das Atlas-Gebirge abgeschirmt.

Zum einen sind Messflüge geplant, sowohl mit einer zweimotorigen Partenavia (bis 3 km NN) als auch (voraussichtlich) mit einer Falcon bis in 10 km Höhe. An Bord der Partenavia wird ein Albedometer arbeiten, ebenso wie das MOCIS-System zum Sammeln von Partikeln. An den Bodenstationen in Zagora und am Flughafen Ouarzazate werden LIDAR-Geräte die Höhenverteilung des Staubs untersuchen und ausführliche Messungen des Aerosols durchgeführt. Sonnenphotometer messen die optische Dicke, ein Bodenspektrometer die ankommende Strahlungsflussdichte am Boden.

Weitere Informationen: SAMUM - Startseite (DFG)

Bezeichnung für den Satellitenpositionierungsdienst der deutschen Landesvermessung. Er stellt Korrekturwerte für DGPS-Messverfahren durch das behördliche Vermessungswesen bereit.

Engl. Akronym für Synthetic Aperture Radar, dt. Radarsystem mit synthetischer Apertur; abbildendes Radar-System mit Blick seitlich zur Flugrichtung.
Da Radarwellen gegenüber dem Licht eine viel größere Wellenlänge besitzen, müssten bei Radarsystemen unrealistisch große Antennen verwendet werden, um nur annähernd die räumliche Auflösung zu erhalten die den optischen Systemen eigen ist.
Ein SAR-System nutzt die Tatsache, dass das Signal eines Geländeobjektes in mehr als nur einem Radarecho enthalten ist und während der Beobachtung einen typischen Phasenverlauf zeigt. Indem man die während der Flugbewegung des Sensors empfangenen Dopplersignale speichert und vergleicht, wird eine künstliche Antenne (synthetische Apertur) gebildet. Diese künstliche Antenne ist um ein Vielfaches länger als die physische Antenne, sie schärft die wirksame Strahl-Öffnung und verbessert die Auflösung im Azimut. So lässt sich eine ähnliche Auflösung wie bei optischen Instrumenten erreichen. Die zehn Meter lange SAR-Antenne von ERS-Satelliten erreicht dadurch das gleiche Auflösungsvermögen wie eine Antenne von 800 m Länge und liefert im sog. Image-Mode Radarbilder der Land- bzw. Wasseroberfläche mit einer Bildpunktgröße von 30 x 30 m.

SAR-Prinzip Quelle: http://www.ihe.uni-karlsruhe.de/mitarbeiter/marwan/marwan.de.html?frame=yes

Das System sendet Mikrowellen zur Erdoberfläche und misst die reflektierten Strahlen. Sein Vorteil gegenüber visuellen Systemen ist seine Einsetzbarkeit auch bei Dunkelheit und Wolkenbedeckung.
SAR-Sensoren werden je nach verwendeter Wellenlänge benannt. So ist AMI auf dem ERS-1-Satelliten ein C-Band-SAR, SIR-C/X-SAR ein multifrequentes SAR in den Bereichen des L-, C- und X-Bandes. Im Gegensatz zu optischen Sensoren ist die räumliche Auflösung von SAR Sensoren im Prinzip nicht von der Flughöhe abhängig.

ERS-Daten hauchen dem Ätna Leben ein   Zwischen 1992 und 2000 wurden SAR-Daten zur Herstellung von 100 Interferogrammen verwendet. Sie sind die Grundlage der nebenstehenden Animation. Erkennbar sind Oberflächenbewegungen des Ätnä um Beträge bis zu 14 cm. Eruptionen bewirken eine Druckentlastung, ein Ausatmen und als Folge gewöhnlich ein Zusammensinken des Ätna. Eine Wiederbefüllung der Magmakammer bewirkt die gegenläufige Bewegung. Die Wissenschaftler möchten die Beziehung zwischen der Eruptionsdynamik und der Oberflächendeformation besser verstehen lernen.   Zu Animation auf Abbildung klicken! Quelle: http://www.esa.int/../ESALE48708D_index_0.html

SAR-Daten helfen beispielsweise auch dem Eisdienst des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie bei der Beratung von Schiffen bei Fahrten in eisbedeckte Gewässer. In den Polargebieten dienen die ERS-Daten zur Bestimmung der Fließgeschwindigkeit polarer Gletscher, der Drift des Meereises, des Grades der Schneebedeckung oder der Bildung von "frischem Eis" in den Schelfgebieten, die über Massenbilanzierungen langfristig Aufschluß über klimabedingte Veränderungen geben können.

Mittels SAR-Satellitenaltimetrie kann das Relief der Meeresoberfläche ausgemessen werden, wie es durch lokale Schwereanomalien bedingt und somit zum Relief des Meeresbodens korrelierbar ist. Neu gewonnene Erkenntnisse über das Relief des Ozeanbodens sind u.a. für die Zirkulation des Tiefenwassers von Bedeutung.

Engl. SAR Interferometry; in der SAR-Interferometrie wird der Phasenunterschied zwischen 2 SAR-Aufnahmen ausgewertet, der von leicht verschiedenen Positionen aufgenommen wurde. Dieser Phasenunterschied besitzt einen Bezug zur Geländetopographie und kann dafür genutzt werden, hochauflösende DGM abzuleiten. Den Durchbruch erzielte diese Technik mit den Starts der ERS-1 und ERS-2 Satelliten 1991 und 1995 sowie die SRTM im Jahr 2000.

Deutsches Satellitenaufklärungssystem aus fünf identischen Kleinsatelliten sowie einer Bodenstation zur Satellitenkontrolle und zur Bildauswertung bestehend. Als erst drittes System mit Radartechnik (nach den USA und Russland) können wetter- und tageszeitunabhängig hochauflösende Bilder von jedem Punkt der Erde gewonnen werden. Die Satelliten werden in den Jahren 2006 bis 2008 mit russischen Kosmos-3M Trägerraketen von Plesetsk (südl. Archangelsk) aus ins All gebracht, der Start des ersten Exemplars war am 19. Dezember 2006 erfolgreich. Die Bodenstation befindet sich in Gelsdorf bei Bonn. Benutzbar soll das System ab 2007 sein, seine volle Leistungsfähigkeit wird 2008 erreicht.

SAR-Lupe wird Bestandteil des Europäischen Aufklärungsverbunds. Im Zuge des Projekts ESGA (Europäisierung der satellitengestützten Aufklärung), das anteilig von Deutschland und Frankreich finanziert wird, werden die technischen Voraussetzungen geschaffen, um Frankreich eine Mitnutzung des deutschen Radarsystems SAR-Lupe zu ermöglichen. Deutschland erhält von Frankreich im Gegenzug den Zugriff auf das optische System HELIOS II. Die Nutzung der beiden Satellitensysteme im Verbund gilt als erster Meilenstein für eine europäische strategische Aufklärung. Die Verteidigungsministerien von Frankreich und Deutschland hatten ein entsprechendes Abkommen im Rahmen eines deutsch-französischen Gipfeltreffens 2002 in Schwerin beschlossen.
Deutschland erhält dabei Zugriff auf das HELIOS II System, welches optische und infrarote Aufnahmen liefern kann. Im Gegenzug erhält Frankreich Zugriff auf das deutsche SAR-Lupe-System, welches unabhängig vom Wetter und der Tageszeit hochaufgelöste Radarbilder liefern wird. Außerdem wird das System dahingehend erweitert, dass zukünftig auch weitere Partner eingebunden werden können.

Weitere Informationen:

• SAR-Lupe Broschüre (OHB System)
• Das erste satellitengestützte Aufklärungssystem Deutschlands SAR-Lupe (Zhouwei Zhang)
• Deutscher Aufklärungssatellit SAR-Lupe erfolgreich gestartet (A. Schütz, DLR)
• SAR-Lupe (Wikipedia-Artikel)
• Mit SAR-Lupe in neue Dimensionen (AG Friedensforschung, Universität Kassel)
• SAR-LUPE (OHB System)

Natürliche (Monde als Planetenbegleiter) oder künstliche Himmelskörper, im üblichen Verständnis solche, die sich im elliptischen oder kreisförmigen Orbit um die Erde befinden, aber auch solche auf Umlaufbahnen um andere Planeten.
Die künstlichen Satelliten sind vom Menschen gebaute Raumflugkörper, die die Erde, den Mond oder einen anderen Himmelskörper z.B. die Sonne, Asteroiden und die Planeten Venus, Mars und Jupiter auf einer Umlaufbahn umkreisen. Bei den extraterrestrischen Satelliten-missionen steht die Gewinnung von Informationen über die betreffenden Himmelskörper im Mittelpunkt. Irdische Satelliten besitzen im allgemeinen wissenschaftliche, wirtschaftliche (z.B. Telekommunikation, Navigation oder Ernteüberwachung), industrielle oder militärische Aufgaben.

Bemannte Raumfahrzeuge auf Umlaufbahnen wie z.B. Raumkapseln, Raumgleiter (Space Shuttle) und Raumstationen (ISS) werden ebenfalls den künstlichen Satelliten zugerechnet. Gleiches gilt auch für auf Umlaufbahnen befindlichen Weltraummüll (z.B. ausgebrannte Raketenbooster, leere Treibstofftanks). Diese Arten künstlicher Satelliten bleiben aber in diesem Kontext vernachlässigt.

Die Sowjetunion schickte 1957 mit dem Sputnik 1 den ersten Satelliten ins All. Seither haben ca. 40 weitere Staaten Satelliten entwickelt, gestartet und betrieben. Heute umkreisen etwa 3.000 Nutzsatelliten die Erde.

Grössere Satelliten werden auch oft als Plattform bezeichnet. Satelliten, die beispielsweise vom Space Shuttle ausgesetzt und eventuell später wieder eingefangen werden, haben oft die Bezeichnung "Freiflieger".

Kleinere Satelliten besitzen nach ihrem Gewicht eine eigene Klassifizierung:

• Minisatelliten (100 - 1.000 kg)
• Mikrosatelliten (10 - 100 kg)
• Nanosatelliten (1 - 10 kg)
• Picosatellit (<1 kg)

Ein Satellit bleibt auf seiner Umlaufbahn wegen des Gleichgewichts zwischen seiner Geschwindigkeit und der Anziehungskraft zwischen Satellit und Erde.

Die Mindestflughöhe bei künstlichen Erdsatelliten liegt bei ca. 200 km, da sonst die bremsende Wirkung der Erdatmosphäre noch zu groß ist. Ein Umlauf um die Erde in dieser Flughöhe dauert ca. 90 min bei einer Geschwindigkeit von ca. 28.000 km/h. Satelliten umkreisen die Erde häufig von W nach O, da so die Erddrehung beim Start mit genutzt werden kann, um die Umlaufgeschwindigkeit zu erreichen.

Satelliten in einem hohen, geosynchronen Orbit stehen in beständigem Kontakt mit der Erde, z.B. der Bodenstation oder den Fernsehempfängern. Satelliten auf niedrigen Umlaufbahnen können von den Bodenstationen bis zu 12 mal pro Tag kontaktiert werden. Bei jedem Kontakt übermittelt der Satellit Informationen bzw. erhält Instruktionen. Jeder Kontakt muss in der Überfliegungsphase durchgeführt werden, die ca. 10 min dauert.

Satelliten bestehen im allgemeinen aus einem sog. Satellitenbus und einer darauf montierten Nutzlast (engl. payload). Der Satellitenbus ist die eigentliche mechanische Trägerstruktur und enthält alle von der Nutzlast gemeinsam genutzten Untersysteme wie Stromversorgung (Sonnenpanele, Batterien, engl. power distribution unit, Akron. PDU, etc.), Recorder zur Aufzeichnung der Daten, Kommunikationseinrichtungen (um mit Bodenstationen in Kontakt treten zu können), Einrichtungen um den Wärmehaushalt des Satelliten zu regeln, Lageregelungssystem (engl. attitude and orbit control system, Akron. AOCS) und die Instrumente zur Positionsbestimmung.

Klassifikationskriterien sind neben Größe und Missionszweck die Art der Umlaufbahn (geostationär, polumlaufend) oder der Einsatz von passiven bzw. aktiven Sensorsystemen.

Die Nutzlast besteht bei Fernerkundungssatelliten oft aus mehreren Sensorsystemen, die für unterschiedliche Beobachtungsobjekte konstruiert wurden. Dafür werden auch verschiedenartige Detektor-Technologien verwendet. Auf dem Satelliten ERS-2 befinden sich z.B. ein aktives abbildendes Radar zur Kartierung der Erdoberfläche und der Ozeane, ein Altimeter zur Bestimmung der Geländehöhe, ein passives Mikrowellengerät zur Temperaturmessung und ein Ozonsensor. Mit der Vielzahl an Sensoren für unterschiedlichste Einsatzzwecke auf ENVISAT wurde ein vorläufiges Extrem erreicht. Künftige Missionen, zumindest im Rahmen der ESA werden kleiner und billiger ausfallen und mit begrenzter Nutzlast auf ein eng umrissenes Ziel ausgerichtet sein, wie beispielsweise CryoSat.

Kataloge zu Satelliten- und anderen Raumfahrtmissionen:

• List of Satellite Missions - by year and sponsoring agency (EO Handbook 2008)
• List of Satellite Missions - alphabetical (EO Handbook 2008)
• Solar System Exploration (NASA)
• Gunter's Space Page
• The Satellite Encyclopedia (sehr gute Übersicht)

Satelliten-Auswertezentren der Europäische Organisation für die Nutzung meteorologischer Satelliten (EUMETSAT). Die SAFs sind integraler Bestandteil des verteilten EUMETSAT Bodensegmentes. SAFs nutzen die Erfahrungen und Expertisen der Mitgliedsstaaten und sind verantwortlich für die anwendungsbezogene Prozessierung von Satellitendaten. Jedes SAF wird von einem internationalem Konsortium entwickelt und betrieben, das unter der Leitung eines nationalen Wetterdienstes steht. Forschung, Daten, Produkte und Dienstleisungen der SAFs ergänzen dabei die Aktivitäten der EUMETSAT Zentraleinrichtung in Darmstadt. Zur Zeit existieren acht SAFs in unterschiedlichen Entwicklungstadien, mit Spezialisierung auf folgende Bereiche:

• Support to Nowcasting and very short range forecast (Nowcasting und Kurzfristvorhersage)
• Ocean and Sea Ice (Ozean und Meereis)
• Climate Monitoring (Klimaüberwachung)
• Numerical Weather Prediction (numerische Wettervorhersage)
• Land Surface Analysis (Landoberflächenanalyse)
• GRAS Meteorology (Meteorologische Nutzung des GRAS Sensors)
• Ozone Monitoring (Ozon Überwachung)
• Support to Operational Hydrology and Water Management (operationelle Hydrologie und Wasserwirtschaft)

Weitere Informationen:

• EUMETSAT SAFs (EUMETSAT)
• Satellite Application Facility on Climate Monitoring (DWD)

Satellitengestütztes Radarverfahren zur Erkundung der Meeresoberfläche mit dem Ziel, die Höhe des Meeresspiegels abzuleiten. Dabei werden in Nadirrichtung mit einer Trägerfrequenz im Ku-Band (13,5-13,8 GHz) und mit Wiederholraten von mindestens 1 KHz frequenz-modulierte Impulse von wenigen Nanosekunden Dauer ausgestrahlt. Der Radarimpuls wird bis auf eine von Wind und Seegang abhängige Streuung reflektiert und nach wenigen Millisekunden Laufzeit wieder empfangen. Das Impulsecho wird quantifiziert und einer theoretischen Impulsantwort angepasst. Dabei werden drei Parameter ermittelt:

1. die Laufzeit des Impulses
2. die Neigung der ansteigenden Flanke des Impulsechos und
3. die Energie des Impulsechos.

Aus der halben Laufzeit wird die Höhe des Satelliten über dem Meeresspiegel (H) berechnet (vgl. Abb. unten). Die Neigung der ansteigenden Flanke ist korreliert mit der signifikanten Wellenhöhe und die Energiebilanz des Impulsechos ist proportional zum Rückstreukoeffizienten der Meeresoberfläche. Der Rückstreukoeffizient lässt empirische Rückschlüsse auf den Betrag (nicht die Richtung) der Windgeschwindigkeit zu. Signifikante Wellenhöhe und Windgeschwindigkeit werden direkt für Schiffsroutenberatung und von Wetterdiensten genutzt.
Gleichzeitig kann aus der Position des Satelliten seine Höhe (h) über dem Erdellipsoid berechnet werden. Die Differenz beider Größen ergibt die Höhe des Meeresspiegels über dem Ellipsoid. Diese setzt sich aus der sog. Geoidhöhe (N) - sie repräsentiert eine mittlere, ruhende Meeresoberfläche) und der sog. Meerestopographie (S) zusammen.
Damit kann bei zusätzlicher Kenntnis des Geoids die Meerestopographie S abgeleitet werden. Diese Oberflächenauslenkung ist die einzige physikalische Größe der Meeresoberfläche, die direkt die dreidimensionale, großskalige Strömung widerspiegelt. So dient ihre Kenntnis der Modellierung von Meereströmungen.
Die Höhenmessung durch Radaraltimetrie bedarf zahlreicher Korrekturen, um Messungen zu verschiedenen Zeiten und unter unterschiedlichen Messbedingungen miteinander vergleichen zu können, z.B. wird der Radarimpuls des Altimeters durch die Atmosphäre verzögert.

Prinzip der Satellitenaltimetrie Quelle: http://www.fesg.tu-muenchen.de/bv/seiten/natur/altimet-graphik.htm

Die Bestimmung des Meeresspiegels ist noch aus weiteren Gründen wichtig. Für die Geodäsie ist es von Bedeutung, um die Höhensysteme zu vereinheitlichen. Im Gegensatz zur Topographie der festen Erde unterliegt der Meeresspiegel viel stärker zeitlichen Veränderungen. Mittels Pegelregistrierungen werden diese Schwankungen seit Jahrzehnten an den unterschiedlichen Küsten erfasst. Dabei dienen langjährige Mittelwerte zur Festlegung von Referenzpunkthöhen für nationale Höhensysteme. Es treten aber Widersprüche zwischen den einzelnen Höhensystemen auf. Der Grund für diese Widersprüche liegt darin, dass der mittlere Meeresspiegel nicht mit der einheitlichen globalen Höhenbezugsfläche, dem Geoid, zusammenfällt. Aufgrund von Strömungen, hervorgerufen durch Dichte- und Temperatur-unterschiede, kommt es zu Differenzen zwischen dem mittleren Meeresspiegel und dem Geoid. Diese Differenzen werden als Meeresflächentopographie bezeichnet und können Werte von einigen Metern annehmen. Die Meeresflächentopographie gilt daher in Kombination mit dem Geoid als Schlüsselgröße zur Vereinheitlichung der einzelnen Höhensysteme. Außerdem ist die Bestimmung des Meeresspiegels auch für die Ozeanographie und die Klimatologie von Interesse. Aus dessen Variationen lassen sich zum Beispiel wichtige Schlüsse hinsichtlich von Klimaveränderungen ziehen.
Die Topographie der Meresoberfläche variiert mittelfristig insbesondere im Zusammenhang mit Strömungen, besonderen Wetterbedin-gungen und Ereignissen wie El Niño.

Als erste Satellitenmission, deren Hauptzweck die Beobachtung der allgemeinen Zirkulation der Ozeane war, startete 1992 die französisch-US-amerikanische TOPEX/Poseidon-Mission (seit 01/06 beendet). Gleichzeitig betrieb die ESA ihren ERS-1, 1995 folgte ERS-2. Auch bei JASON-1, dem Nachfolger zu TOPEX-Poseidon, ist das wesentliche Messgerät ein Satelliten-Altimeter mit dem kleinräumige und grossräumige Topographie der Meeresoberfläche vermessen wird.

Die Satellitenaltimetrie wird ergänzt durch Messungen des Schwerefeldes von Satelliten und der Erdoberfläche aus. Mit diesen Daten wird das Geoid, eine Äquipotentialfläche, die als Referenz dient, berechnet. Altimeterdaten können darauf bezogen werden und dienen dann als Messung der freien Oberflächenauslenkung des Ozeans.

Weitere Informationen:

• Satellitenaltimetrie (TUM)
• Laboratory for Satellite Altimetry (NOAA, NESDIS)
• Global Seafloor Topography from Satellite Altimetry (NOAA, NGDC)

Bezeichnung für alle astronomischen Beobachtungen, die mit Hilfe von astronomischen Sonden und Satelliten durchgeführt werden.

Siehe Umlaufbahn

Syn. Satellitenaufnahme; Bild (von Ausschnitten) der Erdoberfläche, das von bemannten oder unbemannten Satelliten aus gewonnen wird. Dabei wird zunächst kein Unterschied gemacht, ob es sich um photographische Aufnahmen handelt oder um die Ergebnisse von anderen Aufnahmetechniken der Fernerkundung, soweit diese zu einer bildhaften Darstellung der Erdoberfläche führen. Es kommen weitgehend die gleichen Aufnahmesysteme zum Einsatz, die auch zur Erzeugung von Luftbildern verwendet werden.

Bei Satellitenbildern handelt es sich i.d.R. um Rasterdaten, die aus großer Höhe (mehrere hundert km) häufig in verschiedenen Spektral-bereichen erfasst und gewöhnlich digital übertragen werden. Im Gegensatz zu Luftbildern liegen diese Daten somit i.d.R. bereits digital vor und können direkt bearbeitet werden.

Die Bildausschnitte, sog. Szenen, sind oftmals zeilenweise erfasst (ähnlich wie bei einem Scanner) und liegen je nach Satellit in unterschied-lichen Spektralbereichen und Auflösungen vor. Ein Satellitenbild visualisiert Strahlungsmesswerte. Die Auswahl der Licht-"Kanäle" und deren Aufbereitung bestimmen den Farbeindruck.

Die Weiterentwicklung der Aufnahme- und Bildverarbeitungstechniken ließ eine Vielzahl von von Satellitenbildarten mit unterschiedlichen Eigenschaften entstehen. Bezüglich ihrer technischen Bildeigenschaften unterscheiden sie sich

Die Interpretation der Satellitenbilder erfolgt entweder qualitativ durch visuelle Inspektion oder heutzutage in zunehmenden Maße durch objektive und automatische Verfahren. Satellitenbilder müssen weder radiometrisch noch geometrisch rektifiziert sein. Zur leichteren Bildinterpretation werden Satellitenbilder aber kontrastverstärkt, ausschnittsvergrößert oder aus der geometrisch vielfach verzerrten Satellitenperspektive in bestimmte Projektions- oder Kartendarstellungsarten umgerechnet.

Zugang zu frei verfügbaren Satellitenbildern (Auswahl):

• EOWEB (DLR)
• Global Land Cover Facility - Startseite (NASA; UMD)
• Global Visualization Viewer (USGS)
• National Geospatial-Intelligence Agency Raster Roam

Engl. image map; kartographische Darstellung, bei der wesentliche Informationselemente eines Satellitenbildes unmittelbar in Erscheinung treten. Hierzu können auch mittels Schrägsichtradar aufgenommene Erscheinungen unter der Oberfläche verstanden werden. Satellitenbildkarten unterscheiden sich von den Satellitenbildern durch ihre einer vorgegebenen Kartennetzabbildung entsprechenden geometrischen Eigenschaften, Georeferenzierung, einen Kartenrahmen und Kartenrand sowie geographisches Namensgut und Kartenzeichen. Der koordinatenmäßigen Bestimmbarkeit wird dabei die gleiche Bedeutung beigemessen wie dem relativen Lagebezug von Objekten. Unter bestimmten Umständen kann aus Satellitenbildkarten mehr Information als aus konventionellen Landkarten gewonnen werden.
Zunächst lassen sich Satellitenbildkarten nach dem Sensor der verwendeten Bilddaten gliedern. Ferner können solche, die unter Verwen-dung von Falschfarben hergestellt werden, und solche, die "naturnah" farbcodiert sind, unterschieden werden. Darüber hinaus kann man bei Multispektralkarten nach der Anzahl und Art der verwendeten Spektralbänder differenzieren. Unter thematischen Satellitenbildkarten werden Themakarten verstanden, bei denen eine Satellitenbildkarte als Basiskarte Verwendung findet.

Definierter Ausschnitt aus dem kontinuierlichen Aufnahmestreifen eines Satellitenbildscanners (optoelektronisches Abtastsystem). Eine Satellitenbildszene besteht aus einer Anzahl von Zeilen (quer zur Flugbahn des Satelliten aufgenommen oder abgetastet) und jede Zeile aus einer Anzahl von Bildpunkten (Pixel); bei Landsat -TM-Szenen ca. 6.900 Pixel pro Zeile und ca. 5.400 Zeilen pro Szene. Die Szene selbst ist nach der Nummer des "path" (Pfad, Flugstreifen-Nr. der Flugbahn) und der "row" (Reihe, Bildstreifen quer dazu) definiert und zusätzlich durch das Aufnahmedatum. In einem Flugstreifen können meist auch "floating scenes" bestellt werden, d.h. Daten zwischen den Reihen ("row"), weil die Datenaufnahme durch das "Abtasten" der Erdoberfläche kontinuierlich verläuft. Ein einfaches "processing" (Aufbereiten) der Daten enthält eine für die visuelle Bildanalyse ausreichende Geokodierung. Die Bildszene hat die Form eines Rhombus, weil sich während des Überfluges die Erde unter dem Satelliten weiter dreht.
Für die Datenbestellung z.B. bei den "national points of contact" (in Deutschland: DLR) liegen Ortungspläne von "path" und "row" pro Satellitensystem vor sowie eine Angabe über den Bevölkerungsanteil in den einzelnen Szenen. Schwarz-Weiß-Photos (etwa im Postkartenformat), sog. Quicklooks, geben Hinweise auf die Brauchbarkeit einer Aufnahme.

Vorgefertigte Grundstruktur aus Metall mit der Versorgungseinheit eines Satelliten, die den Betrieb der eigentlichen Nutzlast auf dieser Plattform ermöglicht. Die Versorgungseinheit besteht aus einem Antriebssytem für die Lage- und Positionsregelung mit zugehörigen Treibstofftanks und einer elektrischen Energiequelle, ferner Schnittstellen zur Trägerrakete und Einheiten zur Telemetrie, Fernsteuerung und Ortung. Zur Nutzlast zählt man aufgabenabhängig die Einrichtungen für die Kommunikation mit der Erde (TV-Satelliten) sowie Kameras und andere wissenschaftliche Instrumente, die vom Kunden individuell in den Bus integriert werden.
Bedeutende Anbieter für Satellitenplattformen sind Boeing, Space System/Loral, Alcatel Alenia Space und EADS Astrium.

Fernerkundung der Erdoberfläche oder der Erdatmosphäre mit Hilfe von Sensoren, die sich an Bord von Raumfahrzeugen, d.h. Satelliten, Space Shuttle oder Raumstationen befinden, d.h. typischerweise aus ca. 200 km bis 36.000 km Entfernung. Die Daten und Bilder werden dann meist durch Telemetrie mittels Funkübertragung an eine Bodenstation gesendet.

Vorteile von Satellitenfernerkundung:

• Aktualität der Daten (oft innerhalb von Stunden verfügbar)
• flächendeckende Erfassung großer Gebiete bzw. die gesamte Erde
• Daten mit hohen Wiederholraten, Vergleiche und Zeitreihenanalysen erlaubend
• Beobachtung der Erde in vielen Spektralbereichen (sichtbares Licht, Infrarot, Mikrowellen)
• Qualität der Daten in vielen Einsatzbereichen der von in situ-Daten vergleichbar, z.T. sogar überlegen
• Erkundung ansonsten schwer zugänglicher Regionen der Erde (Polargebiete, Wüsten, Regenwälder, Taiga, Tundra und Ozeane) möglich, Regionen, für die keine oder nur weitmaschige in situ-Netze existieren
• Konsistenz der Satellitenbeobachtungen, da derselbe Sensor den gesamten Globus beobachtet, obgleich dies streng genommen nur für einen einzelnen Satelliten gilt und nicht für eine ganze Flotte gleicher Bauart.

Zu den Nachteilen der Satellitenfernerkundung gegenüber in situ-Verfahren gehören:

• physikalische Barrieren: elektromagnetische Strahlung kann nicht in das Erdinnere eindringen und - im sichtbaren Spektralbereich und im thermalen Infrarot - auch nicht in mächtige Wolken
• die kurze Lebensdauer von Satelliten, trotz deutlicher Verbesserungen in den vergangenen Jahren
• fehlende oder unzureichende Abstimmung (intercalibration) von Satellitenserien
• teilweises Unterbleiben der Kalibrierung während der Einsatzdauer
• ungeeignete Bodensegmente für experimentelle Satelliten
• Startverzögerungen oder Fehlstarts zum Nachteil von weltweiten Zeitreihen

Die ersten Satelliten zur Erderkundung waren im militärischen Auftrag unterwegs, bei den Amerikanern zunächst KH 1 (Kürzel für 'key hole', Schlüsselloch) im Jahr 1960 im Rahmen des CORONA-Programms. Die russische wie die amerikanische Seite schickten seitdem hunderte von Spionagesatelliten in den Orbit.

Als erste zivile Missionen gelten 1968 von der NASA in den Orbit gebrachte Wettersatelliten. Seitdem ist eine Vielzahl unterschiedlichster Satelliten und Sensorsysteme im Einsatz.

Quelle: http://www.dfd.dlr.de/education/glossar/sfe.htm

Weitere Informationen: Satellitendaten - Unsere Erde aus der Sicht von Satelliten (DLR Oberpfaffenhofen)

Eine zu den geodätischen Raumverfahren gehörende, relativ neue und bedeutende Methode der Geodäsie, die als Erkenntnismittel künstliche Erdsatelliten benutzt, und die letztlich die genaue Bestimmung des Geoids zum Ziel hat. Sie entstand nach 1957, nach dem Start erster Satelliten und kann sowohl zur Vermessung der Erdoberfläche als auch zur Bestimmung von Parametern des Erdschwerefeldes eingesetzt werden. Bei den rein geometrischen Methoden der Satellitengeodäsie dient der Satellit als hochgelegener Ziel- bzw. Messpunkt in einer räumlichen geometrischen Konfiguration, und die Messungen von oder zu den Erdstationen müssen gleichzeitig erfolgen. Bei den halbdynamischen Methoden wird fehlende Gleichzeitigkeit durch ein Modell der Satellitenbahn überbrückt. Bei den dynamischen Methoden der Satellitengeodäsie wird die Satellitenbahn durch ein mathematisch-physikalisches Modell unter Berücksichtigung möglichst sämtlicher auf den Satelliten einwirkenden Kräfte als Raum-Zeit-Funktion beschrieben und dient als oberhalb der Erdoberfläche liegendes Bezugs-system. Mittels verschiedener Messanordnungen kann es der Koordinatenbestimmung (Ortsbestimmung) auf der Erdoberfläche oder beispielsweise auch der Messung von Höhenunterschieden zwischen der Satellitenbahn und der Meeresoberfläche dienen (Satellitenalti-metrie). Da die Satelliten wie Sensoren im Erdschwerefeld wirken, spiegeln ihre Bahnen dessen Parameter wider, so auch die Lage des Massenmittelpunktes der Erde.
Die modernsten und leistungsfähigsten Ortungssysteme für Zwecke der Geodäsie und Navigation sind die aus Satellitenflotten bestehenden Systeme Global Positioning System und GLONASS. 

Weitere Informationen:

• Einführung in die Satellitengeodäsie (Inst. für Theoretische Geodäsie, Universität Bonn)
• Satellitengeodäsie 2 (M. Rothacher, TU München)
• Forschungsgruppe Satellitengeodäsie (TU München)
• Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik (TU Berlin)
• Satellite Geodesy (Scripps Institution of Oceanography, San Diego)

Beobachtung der Gravitationsgradienten der Erde entlang der Satellitenflugbahn mit Hilfe von satellitengetragenen Gradiometern. Zur vollständigen und hochgenauen Bestimmung des Gravitationsfeldes der Erde sollte eine polnahe Bahn niedriger Flughöhe ausgewählt werden. Probleme bei der Messung werden u.a. durch den Einfluß der Atmosphäre verursacht. Weitere Fehlerquellen bilden Trägheits-beschleunigungen, verursacht durch Drehbewegungen des Satelliten, aber auch Eigengravitation.

Die Gesamtheit der Informationsbeziehungen, in die unbemannte Raumflugkörper (Satelliten) integriert sind. In jedem Fall handelt es sich um Konzepte, die auf einer spezifischen Form des Richtfunks basieren, deren Besonderheit die Punkt-zu-Fläche-Verbindungen darstellen. Informationsbeziehungen mit Satelliten bestehen je nach Anwendungsgebiet

• zwischen Bodenleitstellen für Satelliten und allen Arten von Satelliten als Weltraumbetriebsfunk,
• als Bestandteil terrestrischer Telekommunikationsnetze, bei denen Verbindungen über Satelliten von Punkt-zu-Punkt, von Punkt-zu-Multipunkt oder von Punkt-zu-Fläche über einen oder mehrere Satelliten geführt werden,
• als Aussendungen von Satelliten zur Erde für die Informationsgewinnung bei Satelliten für Erderkundung oder -beobachtung.

Die nutzbaren Frequenzbereiche des Satellitenfunks werden von der Internationalen Funkverwaltungskonferenz (WRC - World Radio Conference) festgelegt.

Für Satellitenfunkanwendungen, die als Bestandteil terrestrischer Netze anzusehen sind, sind dies vornehmlich die Bereiche

• von 1,5 bis 1,6 GHz (L-Band) für mobilen Satellitenfunk im Verkehr zwischen Satellit und den mobilen Satellitenfunkstellen,
• von 2 GHz (S-Band) für die Nutzung als Downlink für mobilen Satellitenfunk (MEO- und LEO-Systeme),
• von 4 bis 6 GHz (C-Band) für die Nutzung als Down-/Uplink zwischen den Erdfunkstellen und den Satelliten,
• von 10 bis 18 GHz (Ku-Band) für die Nutzung als Up-/Downlink für Rundfunksatelliten und
• von 20 bis 30 GHz (K-Band) für experimentelle Nutzungen.

Grundsätzlich gilt dabei, dass für die Übertragungsrichtungen zum Satelliten (Uplink) von den verfügbaren Frequenzbereichen immer das höhere Frequenzband genutzt wird, während der Satellit immer in den niedrigen Frequenzbändern der koordinierten Frequenzbereiche sendet (Downlink). Der Grund liegt in den Einflüssen, denen die elektromagnetischen Wellen auf dem Weg zum und vom Satelliten ausgesetzt werden.

Zweig der Meteorologie, der sich mit der Entwicklung und Nutzung qualitativer und quantitativer Methoden zur Auswertung von Satelliten-bildern und anderer Produkte satellitengetragener Sensoren in Hinblick auf eine Anwendung im Bereich der Wetteranalyse und Wettervorhersage befasst.

Siehe auch Meteorologie und Fernerkundung

Engl. satellite mission; in der Raumfahrt der gesamte Ablauf von Planung, Bau, dem eigentlichen Flug eines Satelliten bis zur Ausser-dienststellung bzw. dem Ausfall wichtiger Bordsysteme oder einer Havarie und dem Wiedereintritt und ggf. Verglühen in der Erdatmosphäre, sowie die Auswertung der gewonnenen Daten.
Ein typisches Satelliten- oder allgemein Raumfahrtsystem besteht aus drei Systemsegmenten, die entsprechend dem Missionziel aufeinander abgestimmt werden:

• Das Raumsegment beinhaltet das Raumfahrzeug (Satellit) mit seiner Nutzlast, das sich auf einer Umlaufbahn befindet.
• Das Transfersegment dient dem Transport des Satelliten mit dessen Nutzlast in den Weltraum durch einen Träger, typischerweise eine Rakete.
• Das Bodensegment dient zur Steuerung und Überwachung des Satelliten und seiner Nutzlast sowie zur Verteilung und Verarbeitung der Nutzlastdaten.

Die drei Systemsegmente können weiter in in sogenannte Systemelemente untergliedert werden (s. Abb).

Weitere Informationen: Missions (NASA)

Teilgebiet der Radionavigation mithilfe künstlicher Erdsatelliten. Im wesentlichen sind zwei Konzepte im Gebrauch. Bei der Nutzung des Doppler-Effektes wird die Frequenzverschiebung der Satellitensignale im Bodenempfänger gemessen und in Entfernungsdifferenzen umgerechnet, aus denen bei bekannten Satellitenpositionen die Nutzerposition abgeleitet werden kann. Dieses Konzept wurde im Navy Navigation Satellite System (Transit) von 1967 bis 1996 sehr erfolgreich verwendet. Ein aktuelles auf dem Dopplerprinzip beruhendes System ist DORIS. Ein sehr leistungsfähiges und konzeptionell einfaches Verfahren, das die Verfügbarkeit hoch präziser Uhren im Satelliten voraussetzt, beruht auf der Messung der Zeitdifferenz zwischen ausgesandten und empfangenen Signalen und der daraus abgeleiteten Entfernungen. Für operationelle Systeme ohne Beschränkung der Nutzeranzahl wird ein Ein-Weg-Verfahren gewählt, bei dem die Signale nur vom Satelliten ausgesandt werden. Hierzu gehören das NAVSTAR GPS und GLONASS sowie künftig das europäische Galileo. Ein Zwei-Wege-Verfahren, bei dem die Bodenstationen die Signale zum Satelliten zurücksenden, ist PRARE.

Weitere Informationen: Satellitennavigation - Orientierung leicht gemacht (DLR-Oberpfaffenhofen)

Die Vorhersage des Erscheinens von Satelliten am Himmel mit Hilfe mathematischer Berechnung und ihre visuelle Verfolgung mit Fernglas, Teleskop, Kamera oder Antenne.

Weitere Informationen und Software zum Satellitentracking:

• Dinge über unseren Köpfen - Satellitentracking mit Freewareprogrammen (Universität Mainz)
• Satellitenbahnberechnung - Grundlagen (M. Maday)
• Satellite Tracking (NASA)
• Human Space Flight - Spacecraft Tracking (NASA)
• Heavens-Above
• FOOTPRINT - Satellite Tracking Programme (L. Hamilton)

Webseitenfamilie zu Satellitengeographie, Fernerkundung und Bildverarbeitungssoftware (Pixel-GIS) für den schulischen Einsatz. Die Seite enthält neben Tutorials, Linkliste, Bildbeispielen viele konkrete Anregungen und Anwendungsbeispiele zum Einsatz von Satellitenbildern im Unterricht. Die Seite wird unterhalten von R. Roseeu.

Weitere Informationen:

• SatGeo - Startseite (R. Roseeu)
• SatGeo - Startseite bei ZUM (R. Roseeu)

Frequenzbereich von 1,55 GHz bis 5,20 GHz innerhalb des Mikrowellensegments des elektromagnetischen Spektrums. S-Band-SAR vermag z.B. durch tropische Wolken und Regenschauer ohne bedeutende Schwächung des Signals hindurch zu sehen. Sein Durchdringungsver-mögen hinsichtlich Vegetationsbedeckung oder Böden ist wenig effektiv und auf die oberen Schichten beschränkt. S-Band-Radare werden für meteorologische Einsatzzwecke (z.B. Niederschlagsmessungen) oder zur Flughafenüberwachung eingesetzt.

Anzahl der Scanvorgänge (Abtastvorgänge) pro Sekunde.

Engl. Scanner; Abtast-System zur Aufnahme von Bilddaten. Zusammen mit photographischen Systemen und Radarsystemen stellen Scanner die wichtigsten Verfahren dar. Die gewonnenen Daten werden in digitale Form umgewandelt, aufgezeichnet und weiter verarbeitet.
Im Gegensatz zur Photographie, mit der gleichzeitig ein Gesamtbild einer größeren Geländefläche gewonnen wird, beobachtet man mit einem Scanner oder Abtaster zeilenweise oder bildelementweise nur die von kleinen Flächenelementen des Geländes ausgehende elektromagnetische Strahlung. Um ein größeres Gebiet bildhaft aufzunehmen, müssen viele derartige Einzelbeobachtungen zusammen-gefügt werden. Dabei wird die Eigenbewegung des Sensorträgers (Flugzeug, Satellit) genutzt und mit einem Abtastvorgang kombiniert.
Man unterscheidet einerseits zwischen optisch-mechanischen (z.B. die Sensoren der LANDSAT) und optoelektronischen Scannern, andererseits zwischen den nur in einem Spektralbereich aufnehmenden einkanaligen und den mehrkanaligen oder Multispektral-Scannern.
Zur Beobachtung der Erde von bewegten Plattformen werden meist drei Scan-Muster eingesetzt:

• Quer- oder Whiskbroom-Scannen: Diese optisch-mechanischen Scanner erfassen in jedem Moment ein Bodenelement. Eine Bildzeile entsteht beim Scannen durch eine mechanische Bewegung quer zur Flugrichtung. Jede neue Bildzeile entsteht durch eine Bewegung der Plattform.
• Längs- oder Pushbroom-Scannen: Diese zeilenweise arbeitenden Sensoren nehmen ein Bild Zeile für Zeile auf und nutzen dabei die Vorwärtsbewegung der Plattform.
• Kreisförmiges oder Konisches Scannen: Ein Scanspiegel ist mit vertikaler Drehachse montiert und erfasst ein kreisförmiges Bodenmuster. Vorteilig dabei ist, dass der Abstand vom Sensor zum Boden konstant und die Messzeile am Boden immer gleich groß ist.

Zur Erfassung von Objekten in räumlichen Punktwolken werden 3D-Scanner benutzt. Dazu wird der Scan-Prozess mit Laser-Entfernungsmessungen kombiniert. Der Prozess wird daher Laserscanning genannt und macht von der Technik des Lidar Gebrauch. Die Technik kann von bewegten als auch von unbewegten Plattformen aus eingesetzt werden.

Grundeinheit eines digitalen Bildes, das sich aus dem Aufnahmeprinzip des optomechanischen Scanners und des optoelektronischen Scanners ergibt. Die Bildelemente sind dabei durch Rotation oder Wippen eines Spiegels oder Prismas (optomechanische Scanner) bzw. durch zeilenweises Scannen mit Zeilendetektoren (optoelektronische Scanner) in einer quer zur Flugrichtung verlaufenden Folge angeordnet.
Die Zeilenbreite wird durch den Auslenkwinkel bei mechanischem Messprinzip bzw. durch die Anzahl der Detektoren pro Zeile bei elektronischem Messprinzip festgelegt.

Notwendige Korrekturen im Rahmen der Bildverarbeitung betreffen folgende Aspekte:

• Passgenauigkeit der Scan-Zeilen in Streifenmitte mit Hilfe der Zeilenpassbedingung
• Zeilenschiefe bei optomechanischen Scannern als Folge der Fortbewegung des Satelliten während der Aufnahme
• Zeilenversetzung als Folge der Erdrotation

Beispiel für eine Zeilenversetzung:

Eine Scan-Zeile des Thematic Mapper (TM) auf Landsat-4 und -5 ist infolge eines Auslenkwinkels des wippenden Spiegels von ±16,5 gon (Gon) auf der Erdoberfläche 185 km breit und besteht aus ca. 6.120 Bildelementen. Eine TM-Szene setzt sich aus 5.984 Zeilen zusammen. Die Scanfrequenz beträgt 6,999 Hz. Eine Zeile wird in 59 ms, eine Szene in 27 s aufgenommen. Damit besteht eine Zeilenversetzung von der ersten zur letzten Zeile einer TM-Szene von ca. 12,4 km.

Syn. Streuungsdiagramm; Darstellung der Verteilung der spektralen Grauwerte der Bildelemente eines digitalen Bildes oder von Ausschnitten desselben in einem Diagramm, der Anschaulichkeit halber in der Regel in einem zweidimensionalen spektralen Merkmalsraum. Jede Achse entspricht einem Spektralkanal, d.h. das Scattergramm eines Landsat-MSS-Datensatzes würde einen vierdimensionalen spektralen Merkmalsraum aufspannen. Die Koordinaten der Bildpunkte entsprechen den jeweiligen Grauwerten in den ausgewählten Spektralbereichen.
Scattergramme zeigen die Systematik der Grauwertverteilung von ausgewählten Objektklassen, z.B. Trainingsgebiete für die multispektrale Klassifizierung, in spezifischen Punktwolken (Cluster), deren Ausdehnung und Lage zueinander durch statistische Maße wie Schwerpunkt, Streuung, Varianz und Kovarianz ausgedrückt werden. Diese Maße sind Grundlagen der Verfahren der multispektralen Klassifizierung. Scattergramme können daher zur Abschätzung der Signifikanz ausgewählter Trainingsgebiete für eine folgende automatische Klassifizierung genutzt werden und zeigen ferner, ob eine Korrelation zwischen den Bildelementen in unterschiedlichen Spektralbändern besteht.

Engl. für Streuung; der Prozess, bei dem elektromagnetische Strahlung mit den Molekülen der Atmosphäre, des Ozeans oder der Landoberfläche interagiert und von ihnen umgelenkt wird. Der Begriff wird häufig für die Interaktion derAtmosphäre mit dem Sonnenlicht verwendet, welches die Atmosphäre blau erscheinen lässt. Die Ursache liegt darin, dass Licht am blauen Ende des Spektrums viel stärker gestreut wird als Licht nahe dem roten Ende.

Engl. für Streustrahlungsmesser; ein nicht abbildendes, hochfrequentes Radarinstrument zur quantitativen Erfassung des Rückstreukoeffizienten der Geländeoberfläche in Funktion des Einfallswinkels (Inzidenzwinkel). Das Scatterometer sendet elektromagnetische Energie im Mikrowellenbereich (0,3 GHz - 300 GHz) aus und misst das Ausmaß der von den Objekten der Erdoberfläche in Richtung der Plattform rückgestreuten Energie in Funktion der technischen Parameter des Scatterometer, der Distanz zwischen der Plattform und den Objekten (Erdoberfläche) und den Eigenschaften der Objekte. Insbesondere macht man sich die Oberflächenrauhigkeit zu Nutze. Scatterometer werden auf Flugzeugen und Satelliten eingesetzt.

Während Satellitenaufnahmen in den Spektralbereichen sichtbares und Infrarot-Licht dazu beitragen können, Stürme zu lokalisieren, vermögen sie jedoch keine Auskunft über die Oberflächenintensität zu geben. Nur das Scatterometer hat seine Fähigkeit bewiesen, Windgeschwindigkeit und Windrichtung in einem sehr breit gefassten Bedingungsspielraum mit relativ hoher Raumauflösung zu messen.
Dies geschieht beispielsweise über den Meeren, indem es die Rückstreuung misst, die von den kleinen windverursachten Rippeln auf der Wasseroberfläche ausgeht. Bei schrägem Einfallswinkel ist die Intensität der rückgestreuten Mikrowellenstrahlung von der Rauhigkeit der Wasseroberfläche abhängig, und diese wiederum von der Windgeschwindigkeit über der Wasseroberfläche. Die Genauigkeit beträgt wenige Zentimeter, so dass sich auch Wellenhöhen ermitteln lassen sowie ozeanische Strömungsfelder.
Die vom Scatterometer gelieferten Informationen über Windfelder erlauben es, Position und Zugbahn von Tiefdruckgebieten präziser nachzuverfolgen. Dies ermöglicht eine wesentliche Verbesserung des Genauigkeitsgrads von kurz- und mittelfristigen Vorhersagen.
Auf Land ist das Radarecho eine Funktion der Landbedeckung mit ihren Rauhigkeitsunterschieden.

Die europäischen Fernerkundungssatelliten ERS-1 und ERS-2 erfassen mit Hilfe des AMI-SCAT durch drei Antennen den Rückstreukoeffizienten entlang eines 500 km breiten Streifens rechts der Flugbahn in einer nach rechts geneigten (mid beam), einer um einen Azimutwinkel von 45º nach vorne (fore beam) und einer um einen Azimutwinkel von 45º nach hinten (after beam) gedrehten Aufnahmerichtung. Die Daten werden als Rückstreukoeffizenten in einem Raster mit 25x25 km großen Rasterelementen für jede der drei Antennen aufbereitet. Da das Scatterometer auf ERS vornehmlich zum Zwecke der Erfassung von Windgeschwindigkeiten und Windrichtungen über Ozeanen konstruiert wurde, wird es des öfteren als Wind-Scatterometer bezeichnet. Neuerdings wird das ERS-Sccatterometer jedoch auch vermehrt zur Extraktion von Informationen über die Bodenfeuchte (wetness index) in der durch das C-Band erfaßbaren obersten Bodenschicht von 0,5-2 cm herangezogen.

Windfeldkarte des Hurricanes Isabel (15.23 UTC, 17.09.2003) Quelle: http://earth.esa.int/showcase/env/North_America/Isabel_WS_Orbit43967_20031609.htm

Diese Windfeldkarte wurde aus Daten des Wind-Scatterometers an Bord von ERS-2 am 17.11.2003 um 15h23 UTC erstellt. Jedes Fähnchen auf dem Windfeld zeigt die Richtung und die Stärke des Windes an. Der Fahnenteil der Signaturen zeigt in die Richtung, aus der der Wind kommt. Erkennbar wird somit eine dem Uhrzeigersinn entgegen gerichtete Rotation um das Auge des Hurricanes. Die Zahl der seitlichen Striche an einer "Fahnenstange" zeigen die Windstärke an: Je mehr Striche, um so stärker ist der Wind. Sechs Striche stehen für Windstärken über 32 Knoten. Zum Aufnahmezeitpunkt wurde Isabel in die Hurricane-Kategorie 2 eingestuft. Isabel hatte am 14.9.2003 Windgeschwindigkeiten von 170 Knoten erreicht und lag damit gerade unterhalb der Kategorie 5.

Damit liefern Scatterometer nicht nur eine enorme Menge von Windmessdaten hoher Qualität an die Meteorologen, sondern auch detaillierte Merkmale der dichten Wirbelsturmstrukturen, die mit anderen Erfassungsmethoden nur unter großen Schwierigkeiten erhältlich wären. Die Zeitauflösung (temporale Auflösung) ermöglicht dem Satelliten, alle 24 bis 48 Stunden ein Bild eines tropischen Wirbelsturms zu produzieren.

Über Landflächen messen Scatterometer den Rückstreukoeffizienten, der von Vegetation, Bodenrauhigkeit, Bodenfeuchte und Einfallswinkel beeinflußt wird. Um z.B. den Bodenwassergehalt zu bestimmen, müssen die anderen Einflußgrößen berücksichtigt werden.

Mittlerer Bodenwasserindex ERS Scatterometer-Daten 1992-2000
Quelle: http://www.ipf.tuwien.ac.at/radar/ers-scat/animation_frame.htm	Der mittlere Bodenwasserindex ist ein Trendindikator der Feuchtigkeitsverhältnisse in den oberen 100 cm der Böden, abgeleitet aus den ERS-FE-Daten. Der Wert O% repräsentiert trockene, 100% steht für feuchte Verhältnisse.

Scatterometer befinden u.a. an Bord der europäischen ERS-Satelliten und den amerikanischen SeaWinds und QuikSCAT.

Weitere Informationen: What is Scatterometry? (COAPS)

Der Ton, das Geräusch oder Klang, der wahrgenommen werden kann. Der Schall stellt die Ausbreitung von kleinsten Druck- und Dichtestörungen in einem Medium (Gase, Flüssigkeiten, Festkörper) dar. Im Vakuum kommt Schall nicht vor.

Von einer Schallquelle verbreitet sich der Schall wellenartig als mechanische Schwingung aus. Die Schallgeschwindigkeit in der Luft beträgt etwa 340 m/s. Die Schallwelle wird durch die Frequenz (Tonhöhe) und Amplitude (Lautstärke) beschrieben. Der Hörbereich der Menschen erstreckt sich von etwa 20 Hz bis 20 kHz. Mit dem Alter kann nicht mehr der ganze Hörbereich wahrgenommen werden.

Der Schalldruck ist die, durch einen Ton hervorgerufene, sehr kleine Abweichung des Luftdruckes.

Siehe DLR_School_Lab

Engl. swath width; Breite des Aufnahmestreifens (Schwad) eines Scanners (bes. optoelektronischen Scanners) gemessen auf der Erdoberfläche in Kilometern senkrecht zur Flugbahn.

Die Schwadbreite hat entscheidenden Einfluß auf die Bildwiederholrate. Geostationäre Sensoren können bei entsprechender Auslegung alle 15 min ein Bild liefern (z.B. SEVIRI auf MSG), ein "weitwinkliger" Sensor mit einer Schwadbreite von 2.000 km erfaßt einen Ort auf der Erde mehr als 10 mal am Tag, während Systeme mit großen Brennweiten und Streifenbreiten von 30 km ein Gebiet nur etwa einmal im Monat erfassen.

Syn. schwarzer Strahler, planckscher Strahler, engl. black body; idealerweise ein Körper, der jegliche auftreffende elektromagnetische Strahlung absorbiert, d.h. keine Energie wird reflektiert oder übertragen. Er selbst emittiert Strahlung entsprechend dem Planckschen Strahlungsgesetz. Diese hängt nur von seiner Temperatur und nicht von seiner materiellen Beschaffenheit ab. In der Realität sind die idealisierten Eigenschaften des Schwarzen Körpers nur näherungsweise innerhalb begrenzter Spektralintervalle zu erreichen.

Schwarzer Körper Die Abbildung stellt einen Schwarzen Körper dar, der zur Kalibrierung der Instrumente ERBE und CERES verwendet wird. Quelle: My NASA Data Glossary

Jeder Stern und jeder Planet erzeugt ein Schwerkraft- oder Schwerefeld. Mit seiner anziehenden Kraft sorgt es dafür, dass die Erde um die Sonne und der Mond um die Erde fliegen, und es ist ebenso dafür verantwortlich, dass Mensch und Tier an der Erdoberfläche bleiben. Wäre die Erde eine perfekte Kugel, so wäre das Schwerkraftfeld um unseren Planeten herum völlig symmetrisch und würde von der Erde weg in allen Richtungen gleichermaßen abnehmen. Das ist jedoch nicht der Fall.

Einerseits entsteht durch die Rotation unseres Planeten um die eigene Achse eine Fliehkraft. Sie ist am Äquator am stärksten und nimmt zu den Polen hin bis auf null ab. Daher zieht die Fliehkraft unseren Planeten auseinander, und die Erde gleicht eher einem Rugbyball oder Ellipsoid: Der Durchmesser am Äquator ist um 21 Kilometer größer als von Pol zu Pol. An den Polen ist die Anziehung um ca. 1/200 größer als am Äquator – aufgrund der Abplattung der Erde und der am Pol wegfallenden Fliehkraft. Dies bewirkt, dass ein normalgewichtiger Mensch am Pol etwa 350 Gramm mehr wiegt als am Äquator. Wäre die Erde ansonsten gleichmäßig aufgebaut, wäre das Ellipsoid auch die exakte Form des Meeresspiegels – des Geoids.

Darüber hinaus gibt es auch auf kleineren Skalen Abweichungen von einem perfekten Ellipsoid, zum Beispiel durch Gebirge und Tiefseerinnen. Diese ungleichmäßige Topographie äußert sich in entsprechenden Unregelmäßigkeiten im äußeren Schwerefeld. Zudem ist auch das Erdinnere nicht gleichförmig aufgebaut. Es gibt Bereiche aus sehr dichtem und schwerem Gestein. Dort herrscht eine stärkere Erdanziehungskraft. An anderen Stellen ist das Krustenmaterial leichter, dort ist das Erdschwerefeld geringer. Solche so genannten Anomalien entstehen zum Beispiel in Bereichen, wo Kontinentalplatten aufeinander stoßen oder voneinander wegdriften.

Auch kleinere Effekte wie die Gezeiten (Anziehung durch Mond und Sonne) spielen eine Rolle.

Diese Unregelmäßigkeiten des Erdkörpers spiegeln sich unmittelbar in der Struktur des Schwerefeldes wider. Die zusätzlichen Abweichungen wirken sich in der Schwerkraft bis zu 0,01% aus, in der Lotrichtung bis 0,01° und im Geoid bis 100 Meter. Stellt man das Feld in einer räumlichen Karte dar, so sieht die Erde wie eine Kartoffel aus. Für Geophysiker ist ein „Schwerefeldatlas“ ebenso wertvoll wie eine topographische Karte für Landvermesser. Er enthält eine Fülle von Informationen.

Wenn wir die Erde als Ellipsoid (das durch die Erdrotation entsteht) approximierten, würden wir feststellen, dass die Schwerebeschleunigung überall auf der Erde verschieden ist. Durch die Erdrotation ist die Figur der Erde keine Kugel, sondern an den beiden Polen abgeplattet und hat dort eine jeweils ca. 10 km zum Erdmittelpunkt hin geringere Distanz als am Äquator, wo der Radius 10 km länger als der mittlere Radius ist. Somit hat die Erde eine leichte Ellipsoidform und ist keine Kugel. So beträgt z.B. der Wert von g am Äquator 9,81 m/s², hat jedoch an den Polen einen Wert von 9,83 m/s². Der Wert wächst also kontinuierlich, insgesamt um 2 Promille (1% = 10 Promille). Ein Beispiel: Eine Waage, die am Äquator 70 kg anzeigt, zeigt demnach am Pol 140 g mehr an.

Die Masse auf unserem Planeten ist nicht gleichmäßig verteilt. So wird die Gleichgewichtsfläche (Äquipotentialfläche) deformiert. Die entstehende Figur der Erde mit unregelmäßiger Oberfläche wird Geoid genannt. Die Wärme, die im Erdkern erzeugt wird, wird durch Konvektionsströme im äußeren Erdkern und im Erdmantel nach außen transportiert. Diese Prozesse führen zu einer unregelmäßigen Verteilung von Temperatur und Materie im Inneren der Erde. Daraus folgen Dichtevariationen, die sich in Schwereanomalien und den Geoidvariationen an der Oberfläche zu erkennen geben. Durch eine ungleichmäßige Massenverteilung in der festen, auf dem zähflüssigem Mantel schwimmenden äußeren Hülle der Erde mit ihren großen Höhenunterschieden zwischen Meeresboden und Landoberfläche treten zusätzliche Anomalien auf. Die Abweichungen des Geoids von der Ellipsoidoberfläche, die sogenannten Geoidundulationen, betragen aber höchstens 100 Meter nach oben oder unten.

Quelle: http://sfk.gfz-potsdam.de/deutsch/gfield.htm

Außerhalb der Erde ist das Schwerefeld der Kugelfom angenähert, da der gravitative Effekt die anderen bei weitem überwiegt. Die Abweichungen liegen nur im Promille-Bereich und beeinflussen erdnahe Satellitenbahnen auf einige Kilometer bzw. Zehntelgrad pro Stunde.

Das Erdschwerefeld hat seinen höchsten Wert an der Erdoberfläche. Im Inneren der Erde nimmt das Schwerefeld mit dem Abstand vom Erdmittelpunkt annähernd linear ab. Am Erdmittelpunkt selbst ist das Schwerefeld Null, es herrscht Schwerelosigkeit.

Satelliten bieten die einzige Möglichkeit, das gesamte Schwerkraftfeld der Erde einheitlich zu vermessen. Das funktioniert nach folgendem Prinzip: Der Satellit umkreist die Erde auf einer festen Bahn, auf der sich die zur Erde gerichtete Schwerkraft und die nach außen gerichtete Fliehkraft genau die Waage halten. In einem vollkommen symmetrischen Schwerefeld würde sich der Satellit auf einer Ellipsen- oder Kreisbahn bewegen. Überfliegt er aber eine „Beule“ oder „Delle“ im Schwerefeld, so ergeht es ihm ähnlich wie einem Surfer im Meer: Er fliegt auf einer leichten Wellenbahn. Im Bereich stärkerer Schwerkraft, wird er beschleunigt und steigt hoch, über einem Gebiet mit schwächerer Schwerkraft wird er langsamer und sinkt ab. Verfolgt man die Bahn des Satelliten exakt, so lässt sich aus den Bahnschwankungen das Erdschwerefeld rekonstruieren.

Mit den drei Schwerefeldsatellitenmissionen CHAMP, GRACE und GOCE ist ein Qualitätssprung hinsichtlich Genauigkeit, Auflösung und globaler Überdeckung zu erwarten, bzw. schon eingetreten. Von den drei Missionen wird GOCE die höchste räumliche Auflösung erreichen und Strukturen ab ca. 70 km Größe erfassen können. GRACE hingegen zielt eher auf die Messung von zeitlichen Variationen im Schwerefeld.

Damit wird die Einbeziehung von Schwerefeldinformation auch für eine wachsende Zahl von geowissenschaftlichen Anwendungen interessant werden. Die Beschreibung der Lithosphärenstruktur durch die Kombination von seismischen Ergebnissen mit Schwerefelddaten ist ein gutes Beispiel. Vor allem aber werden die wichtigsten physikalischen Bezugsflächen, Geoid und Meeresoberfläche, durch das Erdschwerefeld festgelegt bzw. wesentlich davon beeinflusst. Das Geoid ist die Fläche, die genähert mit dem mittleren Meeresspiegel übereinstimmt und auf der das Erdschwerepotential konstant ist. Das Schwerefeld ändert sich wegen Massenverlagerungen innerhalb des Erdsystems (z. B. Tektonik, Atmosphäre, Ozeane, Grundwasser) und muss deshalb zeitabhängig behandelt werden. Die Kenntnis des Schwerefeldes ist auch für die Geophysik und Raumfahrt wichtig. Die Variation der Meeresoberfläche hat für die Ozeanographie und Erforschung des globalen Wandels große Bedeutung. Sie führt aber auch dazu, dass die Höhensysteme verschiedener Länder ein unterschiedliches Niveau haben.
Neue Schwerefeldmissionen, etablierte Raumbeobachtungsverfahren sowie die Satellitenaltimetrie, die präzise Punktpositionierung durch
GPS sowie traditionelle Registrierungen von Pegeln müssen kombiniert werden, um die Beziehungen zwischen Geoid und Meeresspiegel zu präzisieren.

Weitere Informationen:

• Das Potsdamer Geoid. Beitrag von Peter Schwintzer und Christoph Reigber, GFZ (Sterne und Weltraum 8/2002)
• Das Schwerefeld der Erde. Beitrag von Christoph Reigber und Peter Schwintzer, GFZ (Physik in unserer Zeit 5/2003
• Animation des Erdschwerefeldes (GFZ Potsdam)

Das Schwerepotential der Erde setzt sich aus dem Gravitationspotential V und dem Zentrifugalpotential Z zusammen: W=V+Z.

Engl. Akronym für Scanning Imaging Absorption Spectrometer for Atmospheric Chartography; SCIAMACHY ist ein Atmosphären-Sensor auf Envisat. Er arbeitet nach dem gleichen Prinzip wie GOME (Global Ozone Monitoring Experiment), der Sensorkonfiguration auf ERS-2, jedoch im erweiterten Wellenlängenbereich von 240 bis 2.380 nm. Das Instrument besitzt acht optische Kanäle. Diese arbeiten im sichtbaren Spektrum sowie in den angrenzenden Bereichen des nahen Ultravioletts und des nahen Infrarots. Für die Infrarotkanäle wurden spezielle Detektoren entwickelt. Aus den Spektren, die mit dem Instrument gemessen werden, können am Boden die Konzentrationen von 15 Bestandteilen der Atmosphäre sowie Druck und Temperatur bestimmt werden. Außerdem kommen verschiedene Mess-Modi zum Einsatz: neben der Nadir-Messung die Limb-Messung (Blickrichtung über den Horizont zum Rand der Atmosphärenschicht), die Okkultations-Messung (Messung von durch die Atmosphäre geschwächtem Sonnen- oder Mondlicht) sowie kombinierte Messungen. Aus den Daten können Erkenntnisse über weitere Spurengase und ihre dreidimensionale Verteilung in der Troposphäre und unteren Stratosphäre gewonnen werden.

Messmodi bei SCIAMACHY
Im Nadir-Modus wird der Atmosphärenausschnitt direkt unter dem Instrument gemessen.	Im Limb-Modus blickt das Instrument an den Rand der Atmosphäre.
Okkultationsmessungen werden mit der gleichen Geometrie durchgeführt wie beim Limb-Modus, aber die Sonne oder der Mond befindet sich im Blickfeld des Instruments.	Ein wichtige Eigenheit von SCIAMACHY ist die Möglichkeit, den gleichen Atmosphärenausschnitt zunächst im Limb- und 7 Minuten später im Nadir-Modus zu betrachten. Dieses Kombinationsverfahren erbringt 3D-Informationen über die Atmosphäre.
Quelle: http://www.iup.physik.uni-bremen.de/sciamachy/index.html

Weitere Informationen:

• SCIAMACHY (Universität Bremen)
• SCIAMACHY - Das Unmögliche möglich machen (DLR)
• Sciamachy - Startseite (ESA)
• Sciamachy - Startseite (Universität Bremen)
• Sciamachy - Startseite (ESA dt.)

Führende Nichtregierungsorganisation zur Förderung und Koordinierung internationaler ozeanographischer Aktivitäten unter dem Dach des International Council for Science (ICSU).

Weitere Informationen: SCOR (ICSU)

Engl. Akronym für Science Satellite 1; 2003 gestartete, kanadische Satellitenmission zur Untersuchung der Ozonschicht mit Kanada und Arktis als räumlichem Schwerpunkt. Die Messungen werden mit Daten kombiniert, die von boden-, ballon- oder anderen weltraumgestützten Projekten zusammengetragen wurden.
Es befinden sich folgende zwei Hauptinstrumente an Bord des 150 kg schweren Satelliten:

• ACE-FTS (Atmospheric Chemistry Experiment Fourier Transform Spectrometer) - dieses Gerät zeichnet beim Durchgang des Sonnenlichtes durch die Atmosphäre mit Okkultationsmessungen das Sonnenspektrum auf und erlaubt dadurch die Analyse chemische Elemente in der Atmosphäre
• MAESTRO (Measurements of Aerosol Extinction in the Stratosphere and Troposphere Retrieved by Occultation)

Der Satellit bewegt sich auf einer sonnensynchronen Umlaufbahn (Inklination 74°) in 650 km Höhe und hat einen Wiederholzyklus von 15 Tagen. Man erwartet eine Einsatzdauer von 2 bis 5 Jahren.

Weitere Informationen: SCISAT-1 - Startseite (CSA)

Siehe Scientific Committee on Oceanic Research

Zur Zeit (2005) einziges Raumfahrt-Unternehmen (Internationales Konsortium), das Trägerraketen (Zenit) für kommerzielle Satelltenmissionen von einer Bohrplattform aus startet. Beteiligt sind Boeing (verantwortlich für Nutzlasten und Starts), RKK Energija (Hersteller der Block DM-Oberstufe), SDO Yuzhnoye/PO Yuzhmash (Herstellung der Zenit) und Aker Kvaerner (verantwortlich für die Startplattform "Odyssey" und das Kommandoschiff "Sea Launch Commander"). Wettbewerber in diesem Feld sind auf absehbare Zeit nicht zu erwarten.

Die Firma startet nur Kommunikationssatelliten, und zwar vom Äquator aus bei 154° w.L, etwa 2.200 km südlich von Hawaii. Da alle Kommunikationssatelliten in einer äquatorialen geostationären Bahn umlaufen, ist man so in der Lage, die Flugbahn der Trägerrakete mit Hilfe der Erdrotation zu optimieren. Die Rotationsgeschwindigkeit der Erde stellt in Äquatornähe schon einen gehörigen Teil der für einen Orbit nötigen Geschwindigkeit bereit, so dass die Rakete weniger Leistung aufbringen muss. Auch wird der Satellit direkt in die Umlaufbahn auf Äquatorebene gebracht, was eine längere Lebensdauer (größere Restmengen an Treibstoff für Kurskorrekturen) und größere Nutzlasten ermöglicht.

Russlands Kosmodrome sind jedoch alle weit vom Äquator entfernt, so dass man sich überlegte, wie man trotzdem mit der günstigen Zenit wettbewerbsfähig starten konnte. Nach den ersten Studien 1993 entstand 1995 das Projekt Sea Launch. Die nächsten 4 Jahre wurden zum Aufbau der Infrastruktur genutzt. So wurde das Kommandoschiff "Sea Launch Commander" gebaut und aus einer ausgedienten Ölbohrplattform entstand die Startplattform "Odyssey". Der Heimathafen von sowohl "Sea Launch Commander" als auch "Odyssey" befindet sich in Long Beach, Kalifornien. Einige Wochen vor einem Start wird die Zenit-Rakete in einen Hangar auf der Startplattform geladen, danach fahren sowohl das Schiff als auch die Startplattform zu einer Stelle im Pazifik,. Kurz vor dem Start wird die Rakete aufgerichtet und die Startmannschaft wechselt auf die "Sea Launch Commander". Der Start selbst erfolgt ferngesteuert und mit einer unbemannten Startplattform. Zusätzlich zu der sich auf der Startplattform befindenden Rakete kann die "Sea Launch Commander" weitere Raketen transportieren. Davon wird jedoch kein Gebrauch gemacht, da die Startrate relativ niedrig ist, und so für beide Schiffe genug Zeit bleibt, um in den Heimathafen zurückzukehren. Gestartet wird mit der Zenit-3SL, einer Zenit-2 mit Block DM-Drittstufe und einigen Modifikationen für den Start von See aus. Der Erstflug mit einem Dummy-Satelliten fand 1999 statt, der erste kommerzielle Flug folgte noch im selben Jahr.

Im April 2005 wurde der mit über 6.000 kg schwerste Kommunikationssatellit gestartet.

Sea Launch ist nicht die erste im Meer verankerte Startplattform. In den 70er Jahren wurde vor der Küste Kenias die San-Marco-Plattform zum Start von Scout- und Höhenforschungsraketen verankert. Von der Hubinsel "Barbara" erfolgten zu Beginn der 1970er Jahre einige Raketenerprobungen im Auftrag der Bundeswehr.

Weitere Informationen:

• Sea Launch - Startseite
• Sea Launch System - Commercial heavy-lift launch services (Aerospace Technology)

Instrumente an Bord verschiedener Satelliten (z.B. NOAA-L) zur Aufspürung von Notfallsignalen.

Erster Satellit zur Beobachtung der Weltmeere mit Mikrowellensensoren. Seasat, der im Juni 1978 gestartet wurde und im Oktober 1978 seinen Dienst versagte, trug fünf Sensoren: ein Radaraltimeter, ein Scatterometer, ein SAR, ein Radiometer für den sichtbaren und den infraroten Bereich sowie ein abtastendes, mehrkanaliges Mikrowellenradiometer.
Die Daten betrafen folgende Parameter: meeresoberflächennahe Winde, Meeresoberflächentemperaturen, Wellenhöhen, interne Wellen, Strömungen, Gezeiten, marines Geoid, Wassergehalt der Atmosphäre, Meereischarakteristik und Ozeantopographie.

Engl. für Meeresoberflächentemperatur; mit FE-Methoden wird die SST aus 2-Kanal-Messungen im THIR (10 und 12 Mikrometer bei Tag, sowie 3,7 und 10 Mikrometer bei Nacht) oder im Mikrowellenbereich berechnet.

Das Wasser absorbiert die von der Sonne eingestrahlte Energie und gibt sie wieder als Wärmestrahlung im Wellenlängenbereich von 1.000-1.200 Nanometer ab. Satelliten wie METEOSAT oder NOAA-AVHRR haben Sensoren an Bord, die für diese Wellenlängen empfindlich sind. Durch Eichverfahren kann die registrierte Strahlungsdichte in Grad Celsius umgerechnet werden. Die Werte der SST beziehen sich auf die obersten 2-3 cm der Wasseroberfläche, die relative Genauigkeit ist besser als 1 Grad.
Die Meerestemperatur bestimmt das Vorhandensein von Plankton (kaltes Wasser bindet mehr Sauerstoff und bietet bessere Voraussetzung für Plankton), das als Nahrung für Fische dient. Algenwachstum wird dagegen durch warmes Wasser begünstigt. Meeresströmungen transportieren kaltes bzw. warmes Wasser (Golfstrom) und beeinflussen wesentlich das globale Klima.

Über die SST ist auch das ENSO-Phänomen (El Niño-Southern Oscillation) aus dem Weltraum beobachtbar: ENSO äußert sich in einer Umkehr der normalerweise von der Westküste Südamerikas nach Westen gerichteten Meereströmung, so daß stark erwärmtes Oberflächenwasser vom Pazifik an die amerikanischen Küsten getrieben wird und dort das kalte sauerstoffreiche Wasser des Humboldstroms verdrängt. Starke Niederschläge sind die Folge. El Niño-Southern Oscillation ist besonders gut in Karten der Temperaturabweichung vom Normalzustand deutlich. Aufgrund des Wärmeausdehnungseffekt sind diese lokalen Temperaturschwankungen auch sehr gut in Karten der Höhenauslenkung der Meeresoberfläche erkennbar. Zur Verdeutlichung der Effekte werden meist Differenzkarten zum mittleren Zustand dargestellt. Neben der Oberflächentemperatur ist auch die Meeresoberflächenauslenkung vom Satelliten aus messbar.

SeaWiFS ist ein Sensor zur Ermittlung der Ozeanfarbe und damit zur Untersuchung der Primärproduktion im Meer sowie den Interaktionen zwischen ozeanischen Ökosystemen und Atmosphäre. Ferner dient er der Beobachtung von El Niño im Pazifik, von Waldbränden, Staubstürmen oder der Entwicklung von Hurrikanen.

Seastar-Satellit mit dem SeaWiFS-Sensor Quelle: http://kids.earth.nasa.gov/seawifs/ images/seawifinstrument2.gif

SeaWiFS befindet sich an Bord des SeaStar-Satelliten, der 1997 in seine sonnensynchrone Umlaufbahn in 705 km Höhe gebracht wurde. SeaWIFS besteht aus einem optischen Scanner und einem Elektronikmodul. Seine räumliche Auflösung beträgt 1,13 km, die Anzahl der Bänder 8, und zwar mit Wellenlängen von 402-885 nm.

Die globale Biosphäre im Zeitraum von September 1997 bis August 1998 Orthographische Projektion Zu größerer Darstellung auf Abb. klicken!

Legende     Quelle: http://seawifs.gsfc.nasa.gov/SEAWIFS/IMAGES/ SEAWIFS_GALLERY.html

Anmerkung: Pflanzen auf Land und im Ozean (Phytoplankton) enthalten Chlorophyll, ein grünes Pigment, das sie während der Photosynthese einsetzen. Mit Hilfe von Satellitensensoren kann man die Chlorophyll-Konzentration auf Land, im Ozean und in Seen messen und damit die Verteilung und die Dichte der Vegetation angeben. Da zudem das tierische Leben überwiegend auf der Vegetation als Nahrungsgrundlage beruht, benutzen Wissenschaftler diese Bilder als Dokumentation der irdischen Biosphäre insgesamt.

Weitere Informationen: SeaWiFS Project - Startseite (NASA, GSFC)

Instrument auf den Satelliten QuikSCAT und ADEOS-II zur Messung der oberflächennahen Winde über den eisfreien Ozeanen hinsichtlich Stärke und Richtung. Seine räumliche Auflösung beträgt 25 km.

Quelle: http://winds.jpl.nasa.gov/scatterometry/sws_dwg.html

SeaWinds ist ein Scatterometer genanntes Radarinstrument, mit dem hochfrequente Mikrowellenimpulse (13,4 Gigahertz) zur Meeresoberfläche ausgesandt und die reflektierten (backscattered) Radarstrahlen vom Satelliten gemessen werden. Das Instrument ertastet die vom Wind verursachten Rippeln auf der Meersoberfläche, woraus die Wissenschaftler die Windrichtung und -stärke berechnen können. SeaWinds benutzt eine rotierende Schüsselantenne, deren Strahlenbündel auf dem Boden eine Kreisbewegung vollziehen. Dabei bestreifen sie eine 1.800 km breite Bodenspur. Derartige Instrumente vermögen ein Vielfaches an Datenmaterial zusammenzutragen als es mit Bojen und Schiffen möglich wäre, und sie liefern die Daten kontinuierlich, genau, mit hoher Auflösung und wetterunabhängig. Täglich fallen ca. 400.000 Messungen von 90 % der Erdoberfläche an.

Taifun Olga am 1.8.1999 dokumentiert durch SeaWinds   Die starken Oberflächenwinde des Taifuns Olga, erkennbar an den spiralförmigen Linien, befinden sich mit ihrem Kern über dem Chinesischen Meer südlich von Südkorea. Olga begann als tropische Depression bei den Philippinen und zog nordwärts bis zu seinem Übertritt auf Land in Korea. Dort richtete er beträchtliche Zerstörungen an. Gleichzeitig wird der NE-Pazifik von einem persistenten Hoch dominiert, dessen antizyklonale Drehrichtung starke küstenparallele Winde vor Kanada und den USA bedingt. Nördlich der Antarktis sind drei Gruppen sehr intensiver Winterstürme auszumachen.   Für höhere Auflösung auf Abbildung klicken! Quelle: http://spaceflight.nasa.gov/history/shuttle-mir/

Weitere Informationen:

• SeaWinds on ADEOS II (NASA, JPL)
• WINDS - Measuring Ocean Winds from Space (NASA, JPL)
• Physical Oceanography Distributed Active Archive Center (NASA, JPL)
• Scatterometry (COAPS)

Engl. sea state bias; bei der Satellitenaltimetrie auftretender Effekt, der das Radarecho über dem Meeresspiegel durch Seegang verfälscht, da bei Seegang nicht alle vom Radarsignal getroffenen Flächenelemente zu dem gleichen Rückstreukoeffizienten führen. Der Seegangsfehler besteht im wesentlichen aus dem elektromagnetischen Bias. Weitere Fehleranteile werden durch das Altimeter selbst und die Analyse des Radarechos verursacht. Der Seegangsfehler wird empirisch, und zwar proportional zur signifikanten Wellenhöhe bestimmt. Typische Faktoren für Seasat-Radar, Geosat und ERS-1 liegen zwischen drei und sieben Prozent. Bei TOPEX/POSEIDON wurden auch lineare oder quadratische Abhängigkeiten von der Windgeschwindigkeit berücksichtigt.

Engl. side-looking radar; in einer Ebene senkrecht zur Flugzeugachse gerichtetes abbildendes Radarsystem, das ein die Echozeit messendes, aktives Linienabtastsystem darstellt und das Gelände seitlich des Flugweges aufnimmt. Durch Parallelbefliegung können Stereobildpaare erzeugt werden.

Engl. sensor; im allgemeinen technischen Sprachgebrauch bezeichnet der Begriff jede Art von Funktions- oder Bauelement das eine physikalische Grösse wie Druck, Temperatur, Lichtintensität oder Beschleunigung in elektrische Signale umwandelt. Häufig wird deshalb auch von "Messgrössenaufnehmer" gesprochen.
Im Sprachgebrauch der Fernerkundung ist der Begriff "Sensor" wesentlich schärfer definiert und bezeichnet ein Nutzlastelement auf einem Satelliten, einem Flugzeug, einem Ballon oder einer anderen Fernerkundungsplattform zur Ausführung einer bestimmten Fernerkundungsaufgabe. So ist beispielsweise AVHRR einer der Sensoren auf den Satelliten der NOAA-TIROS-Serie.

DIN 18716-3 definiert: "Ein Sensor der Fernerkundung ist ein Instrument, das elektromagnetische Strahlung empfängt und so in Signale umwandelt, dass daraus ein Bild erzeugt werden kann. Als Sensoren der Fernerkundung werden vor allem eingesetzt
- die Kamera zur photographischen Aufnahme
- der Scanner zur Datenaufnahme durch Abtastung
- das Radarsystem zur Aufnahme nach dem Radarprinzip."

Da Fernerkundungssensoren, im Gegensatz zu den In-Situ-Messverfahren, keinen direkten Kontakt zum zu erkundenden Objekt (z.B. Erdoberfläche, Atmosphäre, Wolken etc.) haben, werden räumliche Verteilung (Textur) und/oder Eigenschaften wie Intensität, spektrale Eigenschaften oder Polarisation der Strahlung gemessen. Demnach muss ein Fernerkundungssensor folgende Eigenschaften besitzen:

• Radiometrische Definition: Die Lichtintensität eines bestimmten Punktes des untersuchten Objektes muß vom Sensor eindeutig einem Meßwert zugeordnet werden.
• Spektrale Definition: Jeder Wellenlängenbereich der von einem sichtbaren Punkt des untersuchten Objekts reflektierten bzw. emittierten Strahlung muß vom Sensor eindeutig gemessen werden können.
• Räumliche Definition: Jeder sichtbare Punkt des untersuchten Objektes muß separat und mit einer eindeutigen geometrischen Beziehung angebildet werden.

Unterscheidungsmerkmale von Sensorsystemen beziehen sich z.B. auf die verwendete Optik bzw. Antenne. Deren Wahl legt die Größe der beobachteten Region und die räumliche Auflösung fest. Die verwendeten Halbleiterdetektoren sind für unterschiedliche Spektralbereiche ausgelegt, und der Bahnverlauf des Satelliten (Orbit) bestimmt die Überflugszeiten und Wiederholraten sowie ebenfalls den Beobachtungsbereich.

Jeder Sensor ist für Strahlung in einem bestimmten Bereich des elektromagnetischen Spektrums empfindlich. Für die meisten Fernerkundungsanwendungen sind Daten mehrerer Spektrahlbereiche nützlicher als die nur eines Bereichs. Daher wendet man unterschiedliche Techniken an, um mit einem Multispektralsensor Daten gleichzeitig in mehreren Spektralbereichen zu erfassen.

Grundsätzlich wird zudem zwischen "aktiven" und "passiven" Sensoren unterschieden:
Aktive Sensoren wie beispielsweise SAR, Radar-Altimeter oder LIDAR senden selbst Strahlung zum Objekt und messen den zum Sensor zurückreflektierten Anteil. Passive Sensoren beobachten entweder die vom Objekt selbst emittierte Strahlung (meist in den Spektralbereichen des Infraroten oder der Mikrowellen) oder vom Objekt reflektiertes Sonnenlicht.

Dieses Bildpaar verdeutlicht einige der Unterschiede zwischen passiven und aktiven Sensoren. Die linke Abbildung ist ein Luftbild der Amundsen-Scott-Forschungsstation am Südpol. Das rechte Bild zeigt das gleiche Objekt, in etwa aus gleichem Beobachtungswinkel und vergleichbarem Größenmaßstab, aufgenommen mit dem kanadischen RADARSAT. Dieser Satellit setzt das aktive Radar-Verfahren ein. Das Bild enthüllt eine verlassene Gebäudegruppe (links unterhalb der hellen Kuppel), die inzwischen vom Schnee bedeckt und im Foto nicht erkennbar ist. Quelle: http://earthobservatory.nasa.gov/Library/RemoteSensing/remote_08.html

Bild-Sensoren erzeugen gleichzeitig mit der Aufnahme elektromagnetischer Strahlung ein Bild. Das Bild entsteht in der Fokalebene eines Objektivs und wird auf photogarphischem Film oder durch ein Flächenarray von Detektoren erfasst.

Photographische Aufklärungssensoren sind in ihrer einfachsten Form Kamerasysteme mit großen Brennweiten. Je größer das Objektiv ist, umso kleinere Objekte können aufgespürt werden. Derartige Systeme beinhalten heute eine Vielfalt komplizierter Elektronik, um bessere Aufnahmen zu gewährleisten. Aber auch solche Systeme benötigen wolkenlose Sicht, gute Lichtverhältnisse und einen starken Farbkontrast zwischen dem Zielobjekt und seiner Umgebung. In der Regel werden heute die Aufnahmen digitalisiert, zu einer Bodenstation geschickt und dort aus dem elektronischen Code rekonstruiert.

Scannende Sensoren nutzen einen Detektor oder eine Detektorzeile, um Daten in einem dynamischen Vorgang aufzunehmen. Solche Daten können anschließend zu einem Bild zusammengefügt werden.

Daneben gibt es weitere Begriffe, die spezielle Klassen von Sensoren bezeichnen, z.B. abbildende Spektrometer, Sounder, etc.

Weitere Informationen, u.a. Sensor- bzw. satellitenspezifische Suchmöglichkeit nach Satellitenbildern über eine Liste der Sensoren bzw. Satelliten:

• Overview of available earth observation sensors (F.S.-Universität Jena )
• Visible Earth - A catalog of NASA images and animations of our home planet
• Missions, Satellites and Instruments (Universität ZH)
• Catalogue of Satellite Instruments (EO Handbook 2008)

Nach engl. 'Wächter'; im Rahmen des GMES (Global Monitoring for Environment and Security) von der ESA übernommene Aufgabe zur bedarfsgemäßen Durchführung der GMES-Weltraumkomponente, d. h. die Entwicklung der Satelliten der Sentinel-Baureihe und ihres Bodensegments sowie die Koordinierung des Datenzugangs zu diesen Satelliten und anderen Missionen, die überwiegend von den Mitgliedstaaten der ESA initiiert wurden.

Sentinel-1 ist eine wetter- und beleuchtungsunabhängige bildgebende Radarsatellitenmission für Land- und Ozeandienste, Sentinel-2 eine Mission für hochauflösende optische Abbildungen für Landdienste und Sentinel-3 ein Satellit zur globalen Überwachung von Ozeanen und Landflächen, ausgestattet mit einem Instrumentenpaket zur Höhenmessung.

Erster in einer Serie von europäischen Umweltsatelliten im Rahmen des Programms GMES (Global Monitoring for Environment and Security), einer Initiative der Europäischen Kommission und der ESA mit dem Ziel, nachhaltig ein europäisches Netzwerk zur Erfassung und Auswertung von Umweltdaten zu erstellen. Sentinel-1 soll helfen, Umweltereignisse auf der ganzen Welt zu beobachten und zu analysieren.
Der rund 2,2 Tonnen schwere Satellit wird ab 2011 die Erde in 700 Kilometern Höhe umrunden, seine Umlaufbahn führt ihn bei jedem Umlauf über die Erdpole, so dass das Radarinstrument die Erde "streifenweise" abtasten kann, während diese sich unter ihm dreht. Mindestens sieben Jahre lang soll Sentinel-1 die Erde von seinem Orbit beobachten. Sentinel-1 wurde konzipiert, um als Nachfolger der momentan eingesetzten Satelliten ERS und Envisat die Kontinuität in der radar-getragenen Erdbeobachtung zu gewährleisten.

Engl. Akronym für Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager; abbildendes Radiometer an Bord von MSG. Der Sensor bietet neue und z.T. einzigartige Möglichkeiten der Wolkendarstellung, der Aufspürung von Nebel, der Ermittlung von Temperaturen an Land-, Meeres- und Wolkenoberfläche sowie der Verteilung von Ozonkonzentrationen. Mit seinen 12 Spektralkanälen (4 VIS/NIR, 8 IR) liefert SEVIRI 20mal mehr Informationen als die bisherigen Meteosat-Satelliten liefern. Diese große Bandbreite ermöglicht es Meteorologen, über digitale Modelle differenziertere Aussagen zur Wettervorhersage zu machen. Auch trägt die Bildwiederholrate von 15 min dazu bei, genauere und schnellere Vorhersagen von der Entstehung gefährlicher Phänomene wie Stürme, Gewitter oder Starkniederschlag machen zu können. Beispielsweise können bei drohenden Nebelereignissen Flughäfen 1-2 Stunden vor deren Auftreten gewarnt werden. Die höhere Auflösung von SEVIRI - 1km gegenüber 2,5km der alten Meteosat-Reihe - ermöglicht eine präzisere Ortung von Sturmfronten oder Nebelbänken.
Hersteller ist Astrium/Toulouse.

Montage von SEVIRI Quelle: http://www.eumetsat.de

Messprinzip von SEVIRI Die Strahlung der Erde tritt in das Instrument über eine 50x80 cm große Öffnung ein. Quelle: http://www.esa.int/msg/FT/FT4a.html

Weitere Informationen:

• MSG's Seviri Instrument (ESA Bulletin 111)
• SEVIRI (ESA)
  

Syn. atmosferics, atmosphärische Impulsstrahlung, AIS; atmosphärische Störung im Langwellenbereich (5 kHz - 10 kHz). Dabei handelt es sich um Impulsstrahlung, die von elektrischen Entladungen (v.a. Gewitterblitze) in der Atmosphäre ausgeht. Geeignete Empfangsanlagen (Peilstationen) zum Nachweis von Sferics können über Häufigkeit, Verbreitung und Lokalität von Gewittern Auskunft geben.

Eine Space Shuttle-Mission der NASA, die ein C-Band- und ein X-Band-Interferometrie-SAR einsetzte, um topographische Daten von über 80% der irdischen Landmasse (zwischen 60°N und 56°S) zu erfassen. Die Datenaufnahme erfolgte vom 11.-22.2.2000.

Rot eingezeichnet sind die von dem X-SAR-Interferometer während der Elf-Tage-Mission aufzunehmenden Gebiete. Quelle: http://www.spaceforum.de/srtm_fs.htm

Haupt-Radar (Sender und erster Empfänger) und ausgefahrene „Outboard-Antenne" (zweiter Empfänger) betrachten die Erde im „Stereo-Blick". Dabei wird die Wolkendecke durchdrungen. Quelle: http://www.jpl.nasa.gov/srtm/multimed.htm

Aus den Daten der Radar-Interferometrie lassen sich 3D-Darstellungen erzeugen – das Bildbeispiel zeigt den Mount Cameroon an der Westküste Afrikas. Quelle: http://www.spaceforum.de/srtm_fs.htm

Die Aufnahmen wurden aus einer Höhe von 233 km gemacht. Pro Sekunde wurden rund 1.700 Mikrowellenpulse zur Erde gesandt. Die Signale wurden von der Erde zurückgestreut und als Radarecho von den Radarsystemen wieder empfangen. Die Bahnneigung der Umlaufbahn gegenüber dem Äquator betrug 57°. Während das Shuttle in seiner Umlaufbahn kreist, drehte sich die Erde weiter - so wurden nach und nach alle Kontinente überflogen.

Üblicherweise bestimmt man die Höhhe eines Ortes auf der Erdoberfläche durch den Referenzpunkt NN (Normalnull). Bis man durch viele Messungen (Nivellement) einen Punkt im Landesinneren erreicht hat wird erhebliche Zeit benötigt. Erschwerend kommt hinzu, dass jedes Land seinen eigenen Referenzpunkt bestimmt. Beispielsweise weichen die schweizerischen Höhenangaben um +0,32 m von den deutschen ab. Das bedeutet, dass ein 1.000 m hoher Berg in der Schweiz in Deutschland nur 999,68 m hoch ist.
Bei der SRTM wurde ein gleicher Referenzpunkt für alle Höhenmessungen angenommen. Das bedeutet, dass alle 1.000 m hohen Berge, unabhängig von ihrer geographischen Lage, einheitlich diese Höhe besitzen. Weiterhin wurden innerhalb von nur 12 Tagen selbst die unwegsamsten Regionen (z.B. im Himalaya) erfasst, die bisher nicht oder nur sehr fehlerhaft vermessen waren.
Das Ergebnis der Mission sind Höhenangaben für ganz bestimmte Positionen auf unserem Planeten. Sie können beispielsweise zur Generierung eines digitalen Geländemodells verwendet werden.

Schwachpunkt der Daten ist die Darstellung von Küstengebieten nahe der NN-Marke oder bei Senken, welche unter dem Meeresspiegel liegen. Eine weitere Fehlerquelle sind Eisbedeckungen z.B. auf Gipfeln. Diese werden nicht als Höhe erkannt und bilden Fehlpixel.

Die Auswertung der C-Band-Daten erfolgte beim Jet Propulsion Laboratory, den Vertrieb übernahm das USGS EROS Data Center. Die vom USGS bereit gestellten Daten werden, begleitet von Public-Domain-Software zur Visualisierung (dlgv32Pro), in 2 Versionen angeboten:

• SRTM-1 für die USA mit einer Auflösung von einer Bogensekunde in Länge und Breite bei 3601 und 3601 Pixel.
• SRTM-3 für den Rest der Welt mit einer Auflösung von 3 Bogensekunden bei 1201 x 1201 Pixel.

Die etwas höher aufgelösten X-Band-Daten wurden vom DLR ausgewertet, bei dem auch der Vertrieb liegt. In Deutschland kann man die SRTM-Daten nur gegen Bezahlung erhalten, die vom USGS vertriebenen Daten gibt es im Internet kostenlos.

Hardanger-Fjord, Norwegen Quelle: http://www.spaceforum.de

Mount St. Helens, Washington State Anaglyphenbild (48 x 30,3 km)   Am 18. Mai 1980 brach der Mount St. Helens aus und verursachte die schlimmste Vulkankatastrophe in der dokumentierten Geschichte der USA. Ein begleitendes Erdbeben löste die Nordflanke des Vulkans und verursachte mit einer bewegten Masse von 2,8 km3 den größten weltweit jemals beobachteten Erdrutsch. Die Gesteins- und Schlammlawine entlastete den Vulkan von Druck und löste eine gewaltige Explosion aus, die sich überwiegend nordwärts entlud. Der Berg verlor insgesamt 227 m seiner Höhe, 600 km2 Wald wurden verwüstet. Das vorliegende Anaglyphenbild kombiniert ein Landsatbild und ein auf SRTM-Daten beruhendes digitales Höhenmodell. SRTM-Höhendaten passen zu der 30m-Auflösung der meisten Landsatbilder. Die Landsatdaten stammen von 1992. Vegetationsarme Gebiete erscheinen in dem eingenordeten Bild hell. Bergsturzmaterial verstopft die nordwärts gerichteten Täler, bildet natürliche Dämme oder vergrößert bereits bestehende. Im Krater ist ein neuer Vulkankegel erkennbar.   Für höhere Auflösung hier klicken Quelle: http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA03360

Weitere Informationen:

• Shuttle Radar Topography Mission - Mapping the Earth from Space
• Erdmessung mit der SRTM
• SRTM - Ausschnitte aus der Weltkarte des 21. Jahrhunderts (DLR-Nachrichten)
• Shuttle Radar Topography Mission - X-SAR / SRTM - Die Erde in 3D - 3D View on Earth (DLR)
• Die Shuttle Radar Topography Mission (A. Barmettler, R. Brodbeck)
• Shuttle Radar Topography Mission - Startseite (NASA, JPL)
• SRTM Multimedia (NASA, JPL)

Bereich des VIS innerhalb des elektromagnetischen Spektrums

Farbton Wellenlänge Wellenfrequenz Violett 380 - 420 nm 789 - 714 THz Blau 420 - 490 nm 714 - 612 THz Grün 490 - 575 nm 612 - 522 THz Gelb 575 - 585 nm 522 - 513 THz Orange 585 - 650 nm 513 - 462 THz Rot 650 - 750 nm 462 - 400 THz     Quelle (Grafik): http://www.eduspace.esa.int/eduspace/ subtopic/images/02-spektrum.gif

Der Teil des elektromagnetischen Spektrums, für den das menschliche Auge empfindlich ist, d.h. ca. 0,38 bis 0,75 Mikrometer (engl. Abk. VIS für visible). In vielen Fällen wird bei der Beobachtung des sichtbaren Lichtes noch eine Aufspaltung durch Filter oder Beugungsgitter in blaues, grünes und rotes Licht vorgenommen, Bereiche, die jeweils einem eigenen Detektor zugeleitet werden.
Im Bereich des sichtbaren Lichts befindet sich das größte atmosphärische Fenster und gleichzeitig ist hier auch die Ausstrahlung der Sonne am stärksten. Folglich ist es für die Fernerkundung am wichtigsten.

Engl. Signal-to-Noise-Ratio; das Verhältnis der Intensität des informationenbeinhaltenden Sensorsignals zur Intensität des Rauschens. Es ist definiert als der Quotient aus Strahlungsfluss und rauschäquivalenter, d.h. durch das Rauschen reduzierter Strahlungsleistung. Das Signal-Rausch-Verhältnis steht in enger Wechselwirkung mit geometrischer Auflösung, spektraler Auflösung, Flughöhe und -geschwindigkeit der Sensorplattform, Effektivität des Abtastsystems, Rauscheigenschaften des Sensormaterials und Änderungen des Reflexionsgrads der detektierten Oberfläche.

Reflektionseigenschaften eines Objekts oder einer Landbedeckung. (s. spektrale Signatur)

Engl. Akronym für SAR Interferometer Radar Altimeter; Hauptnutzlast auf dem Satelliten CryoSat der ESA. Mit dem Altimeter wird die Topographie des Festlandeises auf der Antarktis und auf Grönland vermessen.

Weitere Informationen: Radaraltimeter SIRAL

Verändern des Darstellungs-Maßstabes in einem Bild-, CAD- oder Grafikprogramm.

Bezeichnung für die erste amerikanische Raumstation, mit der von 1973-1974 3 bemannte Missionen mit einer Gesamtdauer von 171 Tagen durchgeführt wurden. Die Station verglühte 1979 unkontrolliert in der Atmosphäre, Teile stürzten in den Indik und auf Westaustralien. Skylab bestand im Wesentlichen aus einer umgebauten dritten Saturn V-Raketenstufe. Die Flughöhe von Skylab betrug ca. 435 km. Skylab sollte den Nachweis erbringen, dass Menschen auch über längere Zeiträume im Weltraum leben und arbeiten können. Ferner diente Skylab mit seinem bordeigenen Sonnenlaboratorium der Sonnenforschung sowie der Erdbeobachtung.

Weitere Informationen:

• Die amerikanische Raumstation Skylab (M. Stein, Raumfahrer.net)
• Skylab, Our First Space Station (L.F. Belew, NASA)
• Project Skylab (NASA, KSC)

Engl. Akronym für Sidelooking Airborne Radar, dt.: Seitensichtradar

Engl. Akronym für Satellite Laser Ranging; System zur Bestimmung der Satellitenposition, bei dem Satelliten von der Erde aus mit Laserimpulsen beschossen werden. Aus der Laufzeit der Pulse zum Satelliten und wieder zurück kann man die Entfernung Erde-Satellit millimetergenau bestimmen und somit seine Position ausrechnen. SLR-Messstationen sind über die gesamte Erde verteilt.
Das Verfahren erfordert eine Verbindung von Bodenstation und Satellit, die nicht durch Wolken gestört ist. Abhilfe für dieses Problem schaffen Alternativsysteme wie GPS und Mikrowellensysteme, z.B. PRARE.

Engl. Akronym für Small Missions for Advanced Research in Technology; im September 2003 mit einer Ariane V von Kourou in Richtung Mond gestartetes, erstes Exemplar dieser Serie von ESA-Missionen zum Einsatz neuer Technologien. Am 3. September 2006 wurde die Mission mit einem geplanten Absturz auf dem Mond (Lacus Excellentiae) beendet.

Wichtigstes Ziel der Mondsonde war die praktische Erprobung des Ionenantriebs für spätere Missionen in den tiefen Weltraum und der Einsatz von miniaturisierten Instrumenten. Gleichzeitig war SMART-1 das erste europäische Raumfahrzeug mit dem Mond als Ziel. SMART-1 führte die erste umfassende Bestandsaufnahme der wichtigsten, in der Mondoberfläche auftretenden chemischen Elemente durch. Auch untersuchte das Raumfahrzeug die Theorie, dass der Mond vor 4,5 Mrd Jahren nach der Kollision eines kleineren Planeten mit der Erde entstand.

Weitere Informationen:

• Smart-1 (ESA Science & Technology)
• Smart 1 (ESA dt.)

Engl. Akronym für Soil Moisture and Ocean Salinity Mission; die zweite Earth Explorer Opportunity-Mission der ESA mit erfolgtem Start am 2. November 2009 vom russischen Raumfahrtbahnhof Plessezk aus. Der Satellit soll globale Beobachtungswerte liefern zu zwei für die Modellierung von Wetter, Klima und Meereszirkulation entscheidenden Variablen: Bodenfeuchte und ozeanischer Salzgehalt. Daneben beobachet er den Wassergehalt der Vegetation, die Schneebedeckung und die Eisstruktur.
Das für die Klimamodellierung wichtige Wechselspiel zwischen Niederschlag und Verdunstung wird bisher nur grob erfasst. Insbesondere der Feuchteumsatz über den Ozeanen ist nur unzureichend bekannt. Dort verdunsten große Mengen an Wasser und fallen auch über den Meeren wieder als Niederschlag, ohne die Kontinente zu erreichen. SMOS kann zwar Niederschläge nicht direkt messen, aber den Salzgehalt des Oberflächenwassers. Wenn Süßwasser in den Ozean gelangt, etwa durch Niederschlag, Flüsse oder schmelzendes Eis, sinkt der Salzgehalt. So können die SMOS-Daten zusätzliche Orientierungspunkte für die Wetter- und Klimamodelle liefern.
Die Messmethode des Satelliten basiert auf dem Prinzip, dass jedes Objekt aufgrund seiner Temperatur und elektrischen Eigenschaften eine bestimmte elektromagnetische Strahlung (Emissivität) besitzt. Beim Ozean zum Beispiel hängt dieser Wert aber auch vom Salzgehalt ab. Besonders deutlich ist dieser Einfluss bei Mikrowellen erkennbar. SMOS registriert deshalb die Mikrowellenstrahlung zwischen 1400 und 1427 Megahertz, die von der Erde ins All geworfen wird.
Wenn die Messgeräte kalibriert sind, soll der Satellit Unterschiede im Salzgehalt von lediglich 0,1 Promille erkennen. Das sind 0,1 Gramm Salz pro Liter Wasser. Allerdings beziehen sich die Messungen auf ein ziemlich großes Areal von etwa 100 mal 100 km. Aus dem Mikrowellenspektrum, das die 69 Antennen von SMOS messen, lässt sich aber auch auf die Bodenfeuchte der Festlandsgebiete schließen. Dort kann der Satellit sogar Daten von relativ kleinen Messparzellen in der Größe von 35 mal 35 km gewinnen.
Flächendeckende Feuchtemessungen im Boden sind wichtig für Wetter- und Klimaforscher, wenn sie berechnen wollen, welchen Einfluss etwa steigende Temperaturen haben. Beispielsweise erwärmt sich ein feuchter Untergrund langsamer als ein trockener, denn die enthaltene Flüssigkeit muss erst verdunsten,und dafür wird viel Energie benötigt. Ist das Land hingegen ausgetrocknet, heizt es sich rasch auf. Dies zeigt sich am Beispiel der Hitzewelle des Jahres 2003, die auch deshalb so gravierend war, weil es zuvor bereits eine große Trockenperiode gab.
SMOS arbeitet mit einem 2-D-Interferometer (MIRAS). Der Satellit umläuft die Erde auf einer sonnensynchronen Bahn (Inklination 98,45°) in 756 km Höhe. Der Wiederholzyklus beträgt 165 Tage.

Weitere Informationen:

• The programmatic and technological challenges of SMOS (esa bulletin 137, 2009)
• Exploring the water cycle of the 'Blue Planet' (esa bulletin 137, 2009)
• Star in the sky - The SMOS payload: MIRAS (esa bulletin 137, 2009)
• Getting down to business - SMOS operations and products (esa bulletin 137, 2009)
• SMOS - Earth Explorers (ESA)

Engl. Akronym für Sound/Sonic Detection and Ranging (Erfassung und Entfernungsbestimmung mit Schallwellen), Begriffswahl in Analogie zu RADAR, ungenau auch acoustic radar, Schallradar, akustisches RADAR.

Aktives Fernerkundungsverfahren, das zur zeit-höhenkontinuierlichen Vertikalsondierung der Temperaturstruktur (z.B. Erkennung von Inversionen und Konvektion) und des Windfelds in der atmosphärischen Grundschicht (syn. Peplosphäre, die ca. 1 bis 2,5 km mächtige untere Atmosphäre) eingesetzt wird. Die SODAR-Messung basiert auf der Tatsache, dass die Schallausbreitung in der Grundschicht durch das Temperatur- und Windfeld beeinflusst wird. Das SODAR-Prinzip stellt wie das Radar ein Impulsmessverfahren dar, das heißt ein Signal wird vom Gerät erzeugt, ausgesendet und seine Reflexion wieder aufgenommen und gemessen.

Eine einfache SODAR-Anlage besteht aus einem vertikal orientierten, etwa 3 m hohen Schalltrichter, aus dem kurze Schallsignale (100 ms) gebündelt in die Atmosphäre abgestrahlt werden. Ein geringer Teil dieses Schallstrahles wird wegen der in der Atmosphäre vorhandenen Inhomogenitäten des Brechungskoeffizienten für Schall (z.B. an Temperaturinversionen) wieder zur Erdoberfläche gestreut und dort empfangen. Die Intensität des Rückstreusignals ist proportional zum Temperaturstrukturparameter, der die mittlere quadratische Temperaturdifferenz zwischen zwei Höhenpunkten repräsentiert. Da bei dieser Messanordnung Sende- und Empfangsantenne identisch sind, spricht man von einer monostatischen Antenne.

Das Aufspüren der Untergrenze von Inversionen ist für die Überwachung der Luftqualität von Bedeutung, denn je tiefer die Untergrenze z.B. bei winterlichen Hochdruckwetterlagen sinkt, desto weniger Raum steht für die Verteilung von Schadstoffen zur Verfügung und umso größer ist die Smoggefahr.

Zur Ableitung von Windfeldern werden Doppler-SODARs mit drei Schallantennen eingesetzt. Drei generierte Schallimpulse werden nacheinander unter definiertem Winkel in drei Raumrichtungen ausgesendet. Die Schallwellen werden an turbulenten Dichteschwankungen (Turbulenz) rückgestreut. Die Laufzeit der von Boden ausgesandten und wieder zurückgestreuten Schallimpulse wird gemessen. Unter Verwendung der Schallgeschwindigkeit wird die Höhe der Turbulenzen ermittelt. Neben der Laufzeit wird die Frequenzverschiebung des rückgestreuten Signals (Dopplereffekt) ermittelt, woraus sich die Windgeschwindigkeit und Windrichtung ableiten läßt.

Doppler-SODAR Einsatz eines Doppler-SODAR im Becken von RENO (USA) Quelle: http://www.dri.edu/Projects/Radar/SODAR/

Sodarsysteme ermöglichen die berührungslose Messungen vom Erdboden aus. Ihr Einsatzbereich kann beim gegenwärtigen Entwicklungs-stand von 10 m bis ca. 1.300 m Höhe reichen, eine vertikale Auflösung von 5 m ist möglich. Bei Regen kann keine Sondierung vorgenommen werden, da die auf das Empfangsmikrophon fallenden Tropfen Störlärm verursachen. Das Verfahren reagiert darüber hinaus empfindlich gegenüber einem hohen Schallpegel aus der Umgebung.

Bei SODAR-Systemen wird zwischen zwei verschiedenen Typen unterschieden:

Bei monostatischem Aufbau sind Sende- und Empfangsantenne sind identisch. Über eine Sende- und Empfangseinheit wird abwechselnd zwischen Senden und Empfangen umgeschaltet. Daten können aus vielen Höhenschichten erfasst werden. Die Rückstreuintensität der ausgesandten Schallwellen hängt nur von Temperaturschwankungen im Streuvolumen ab.
Bei bistatischen Geräten werden Sende- und Empfangsantennen räumlich getrennt aufgestellt, in der Regel mit einem Abstand von mehr als 50 m. Im Gegensatz zum monostatischen Typ können Daten nur aus einer begrenzten Höhenschicht erfasst werden. Die Rückstreuintensität hängt hier auch von Geschwindigkeitsfluktuationen ab.

Zur Messung von Windfeld und Temperaturprofilen werden heute vermehrt Mikrowellenverfahren und akustische Techniken im Verbund eingesetzt. Ein solches Messverfahren wird als RASS (Radio Acoustic Sounding System) bezeichnet.

Der Einsatz von SODAR-Systemen gewinnt außer bei der üblichen Wetterbeobachtung zunehmend Bedeutung im Zusammenhang mit Planung und Betrieb von Windenergieanlagen.

Weitere Informationen:

• Aktueller Stand und neue Entwicklungen in der SODAR-Messtechnik und in ihren Anwendungen (METEK)
• Bodengebundene FE-Systeme zur Vertikalsondierung (DWD, Klimastatusbericht 2000)

Siehe Solar and Heliospheric Observatory

Die Sojus-Rakete (russ. für Union, Vereinigung; engl. Soyuz) ist eine der Weiterentwicklungen der weltweit ersten Interkontinentalrakete, der R-7, die 1957 zu ihrem Erstflug startete.

Heute ist die Sojus-Rakete die meistgeflogene orbitale Rakete der Welt mit insgesamt mehr als 850 Flügen und eine der erfolgreichsten mit einer Zuverlässigkeitsquote von 97,5 %. Außerdem ist sie die einzige aktive Trägerrakete der Russischen Föderation, die für den bemannten Raumflug zugelassen ist. Kommerziell wird die Rakete von der französisch-russischen Firma Starsem vermarktet, die sie ab Ende 2009 auch von dem europäischen Weltraumbahnhof in Kourou, starten lassen will. Mit dem gleichzeitigen Dienstantritt der kleineren Vega-Rakete wird Arianespace ab 2009 in Kourou Startdienste in allen Nutzlastkategorien anbieten können: für leichte Nutzlasten die Vega, für mittelschwere Sojus-ST und für schwere Ariane 5.

Da Kourou viel näher am Äquator als Baikonur liegt, ist es energetisch günstiger von dort geostationäre Satelliten zu starten, so dass eine Sojus in Kourou über eine höhere Nutzlastkapazität als in Baikonur oder Plessezk verfügt. Die Nutzlastkapazität der Sojus-ST wird mit 2.720 kg für einen Geotransferorbit, 1.360 kg für einen geostationären Orbit und 4.350 kg für einen sonnensynchronen Orbit angegeben.

Es erscheint außerdem möglich, die ohnehin schon für bemannte Flüge zugelassene Sojus in Kourou zum Starten von Astronauten einzusetzen. Auch bei einem Flug zu der internationalen Raumstation ISS würde die Nutzlastkapazität der Sojus im Vergleich zu Baikonur steigen. Allerdings gab es bisher keine offiziellen Gespräche zwischen der ESA und Russland, die bemannte Starts in Kourou betreffen, eine solche Möglichkeit wird jedoch für die Zukunft nicht ausgeschlossen.

Weitere Informationen:

• Soyuz at the European Spaceport (esa bulletin 132, November 2007)
• STARSEM - Startseite
• Soyuz (ESA - Launch Vehicles)

Gemeinsam von ESA und NASA entwickelter und 1995 gestarteter Raumflugkörper zur Untersuchung des Inneren der Sonne, ihrer Atmopshäre und des Sonnenwindes. Zusammen mit zwei anderen ESA-Missionen (Cluster und Ulysses) erforscht SOHO die Interaktion zwischen Sonne und Erde unter verschiedenen Perspektiven.
SOHO bewegt sich auf der sonnenzugewandten Seite der Erde um die Sonne und gleichzeitig um den Lagrange-Punkt L1. Die Sonde hat so einen ungestörten Blick auf die Sonne.
Die Missionsdauer wurde wiederholt verlängert und reicht z.Z. bis 2007, womit ein vollständiger 11-jähriger Sonenzyklus abgedeckt werden kann. Die Nutzlast von SOHO beinhaltet 12 verschiedene Instrumente, die von 12 internationalen Konsortien aus 26 Instituten in 15 Ländern entwickelt und gebaut wurden. Unter der Gesamtverantwortung der ESA wird SOHO vom Goddard Space Flight Center bei Washington aus operationell betreut.

Soho wurde entwickelt, um Antworten auf drei grundlegende wissenschaftliche Fragen zu finden:

• Wie sind der Aufbau und die dynamischen Prozesse des Sonneninneren gestaltet?
• Weshalb existiert die Sonnenkorona, und welches sind die Prozesse, die zu ihrer extrem heißen Temperatur von ca. 1 Mio °C führen?
• Wo wird der Sonnenwind erzeugt, und wie wird er beschleunigt?

Hinweise auf das Sonneninnere können durch die Untersuchung seismischer Wellen (Helioseismologie) gewonnen werden, die sich in der turbulenten äußeren Schicht der Sonne bilden, und die sich als Rippeln an der Oberfläche abzeichnen.

SOHO Quelle: http://spdxdev.estec.esa.nl/science-e/www/area/index.cfm?fareaid=14

Aktuelle SOHO-Bilder von der Sonne Zur Seite mit aktuellen SOHO-Bildern hier oder auf Bild klicken! Quelle: http://sohowww.estec.esa.nl/menu-map3.html

Weitere Informationen: SOHO (ESA Science & Technology)

Radiometer, der die vertikale Verteilung und die Gesamtmenge des atmosphärischen Ozons misst. Die Mission ist angelegt um längere Trends bestimmen zu können. SBUV werden auf NOAA-Satelliten mit polarer Umlaufbahn eingesetzt.

Bezeichnung für die näherungsweise konstante Bestrahlungsstärke der Sonnenstrahlung an der Obergrenze der Atmosphäre bei einem mittleren Sonnenabstand. Die Solarkonstante wird für eine Fläche senkrecht zur Einstrahlung mit 1368 W/m² bzw. 8,15 J/(m²·min) angegeben. In Abhängigkeit zu solaren Aktivitätsschwankungen erfährt die Solarkonstante kurzfristige Änderungen in der Größenordnung von etwa 4 W/m², für längerfristige Schwankungen werden Änderungen der Bestrahlungsstärke von bis zu einem Prozent der Solarkonstanten angenommen.
Insgesamt (integriert über die Querschnittsfläche der Erdkugel von 1,3 · 10¹⁴ m²) stehen der Erde damit 1,76 · 10¹⁴ J/s zur Verfügung. Bezogen auf die Erdoberfläche von 5,1 · 10¹⁴ m² sind das 342 W/m².

Engl. Akronym für sound navigation and ranging, dt. etwa Navigation und Entfernungsmessung durch Waserschall; Bezeichnung für eine Messtechnik zur Ortung und Vermessung von Gegenständen unter Wasser mit Hilfe des Echos von Schall- oder Ultraschallwellen, gleichzeitig auch die Bezeichnung für die Messgeräte selbst.
Sonar nutzt die Tatsache aus, dass sich Schall unter Wasser insbesondere bei hohen Frequenzen sehr viel verlustärmer ausbreitet als in der Luft.

Aktive Technik der Fernerkundung, die auf Schallwellen beruht und u.a. zur Erforschung des Meeresgrundes von Schiffen aus dient. Ausgesandte akustische Wellen werden an Grenzflächen reflektiert, aufgefangen und registriert.

s. Raumsonde

Messgerät zur Ermittlung der Intensität der direkten Sonnenstrahlung; dadurch können Rückschlüsse auf die aktuelle Zusammensetzung der Atmosphäre gezogen werden.

Syn. Solarstrahlung, solare Strahlung, engl. solar radiation; die von der Photosphäre der Sonne emittierte elektromagnetische Strahlung, die nach dem Plancksches Strahlungsgesetz der Strahlung eines Schwarzen Körpers der Temperatur 6.000 K entspricht. Der mittlere Energiefluss der Sonnenstrahlung an der Obergrenze der Atmosphäre (extraterrestrische Sonnenstrahlung) wird als Solarkonstante bezeichnet. Das Maximum der spektralen Energieverteilung tritt im sichtbaren Bereich nach dem Wienschen Verschiebungsgesetz bei 0,5 mm auf. Das solare Strahlungsspektrum wird in drei Bereiche eingeteilt. 99% der Energieabstrahlung erfolgt im Wellenlängenbereich 0,23-5 mm. An der Obergrenze der Atmosphäre sind davon 9% UV-Strahlung, 45% sichtbares Licht und 46% Infrarotstrahlung.

Beim Durchgang durch die Atmosphäre wird die Sonnenstrahlung insgesamt abgeschwächt (Extinktion), in einigen Wellenlängenbereichen erfolgt sogar eine fast gänzliche Auslöschung der Strahlung durch die atmosphärischen Gase und Spurenstoffe. Dies gilt u.a. für Wellenlängen < 0,29 mm, die in der zwischen 20-50 km auftretenden Ozonschicht weitestgehend absorbiert werden. Dadurch wird das Leben auf der Erde vor der gefährlichen UV-Strahlung geschützt. Weitere Schwächungen erfolgen durch die Streuung an Stickstoff- und Sauerstoffmolekülen sowie den Dunstpartikeln. Besonders im Infrarotbereich wird die Sonnenstrahlung von Wasserdampf- und Kohlendioxidmolekülen absorbiert, während das gesamte Spektrum durch die Dunstabsorption erheblich abgeschwächt wird.

Zusammen mit der diffusen Himmelsstrahlung bildet die Sonnenstrahlung die sog. Globalstrahlung als Bezeichnung für die zweikomponentige Bestrahlung der Erdoberfläche.

Engl. sun-synchronous orbit; polnahe, kreisförmige Umlaufbahn von Satelliten, die den Äquator stets zur selben Ortszeit (z.B. 9h30) überqueren, so dass im Rahmen des Möglichen gleichbleibende Aufnahmebedingungen gegeben sind. Die aufeinanderfolgenden N-S-Umläufe werden in gleichem Maße nach W verlagert wie sich die Erde während eines Umlaufs um ihre eigene Achse dreht. Auf diese Weise hält der Satellit Schritt mit der westwärtigen Bahn der Sonne. Nach einer gewissen Zahl von Umrundungen hat der Satellit die gesamte Erdoberfläche erfasst. Einige Satelliten arbeiten mit einem breiten Abtastfeld und können die Erde deshalb in nur wenigen Umrundungen völlig erfassen. Hochauflösende Satelliten tasten hingegen jeweils nur einen engen Bereich ab und benötigen mehrere Tage, um die gesamte Erdoberfläche zu erkunden. Der relativ niedrige Orbit erleichtert aber generell eine hohe räumliche Auflösung.
Die wiederholbaren Beleuchtungsverhältnisse erleichtern die Bildinterpretation und -bearbeitung wie z.B. das Zusammenfügen von überlappenden Bildern zu einem Mosaik oder das Vergleichen von Bildern derselben Gegend, die zur gleichen Jahreszeit, aber in verschiedenen Jahren aufgenommen wurden. Allerdings schließt ein sonnensynchroner Orbit nicht jegliche Beleuchtungsvariationen aus. Der Sonnenstand und die Beleuchtungsintensität ändern sich in Abhängigkeit von Breite und Jahreszeit. Auch verursachen Schwankungen der atmosphärischen Bedingungen Beleuchtungsänderungen zwischen einzelnen Szenen.

Halbjahressequenz einer sonnensynchronen Umlaufbahn Quelle: unbekannt

Syn. Solarwind; ionisierter Partikelstrom, der kontinuierlich von der Sonne ausgeht, bestehend aus Protonen (Wasserstoffionen), Alphateilchen (Heliumionen) und geringen Mengen weiterer Ionen und Elektronen. Die Bahnen des Sonnenwindes im interplanetarischen Raum werden durch das solare Magnetfeld festgelegt. Dieses ändert sich in Abhängigkeit zu den solaren Aktivitätsschwankungen, die wiederum eng mit der Zahl der auftretenden Sonnenflecken korrelieren. Der Sonnenwind erreicht in Abhängigkeit zu den solaren Aktivitätsschwankungen die Erde auf sehr unterschiedlichen Bahnen aus unterschiedlichen Richtungen. Das hat erhebliche Folgen für die Struktur und die Intensität der Störungen des erdmagnetischen Feldes sowie der daraus resultierenden solarterrestrischen Erscheinungen wie Polarlichter, Funkwellenstörungen und möglicherweise auch Wetter- und Klimabeeinflussungen.

Zeitskala, die für einen bestimmten Ort auf der Dauer des Sonnentages beruht und demnach fest mit der Erdrotation verknüpft ist. Die Sonnenzeit orientiert sich am Sonnenstand und ist folglich vom Längengrad des Ortes abhängig. Man unterscheidet:

• Die wahre Sonnenzeit (auch: wahre Ortszeit): Wenn die Sonne ihren höchsten Punkt erreicht und damit den Meridian schneidet, gibt die wahre Ortszeit 12 Uhr an. Das ist auch die Zeit, die vor allem ältere Sonnenuhren anzeigen. Aufgrund der elliptischen Bahn der Erde um die Sonne geht eine solche Uhr gemessen an einer Atomuhr je nach Jahreszeit bis zu 16 min vor oder nach.
• Die mittlere Sonnenzeit (auch: mittlere Ortzeit): Gleicht man die jahreszeitlichen Schwankungen der wahren Sonnenzeit aus, erhält man die mittlere Sonnenzeit. Dabei handelt es sich um die Zeit, die eine Sonnenuhr anzeigen würde, wenn die Bahn der Erde um die Sonne ein exakter Kreis und die Erdachse nicht geneigt wäre. Die mittlere Sonnenzeit ist vor allem für astronomische Beobachtungen von Bedeutung sowie früher auch für die Navigation.

Engl. Akronym für Solar Radiation and Climate Experiment; 2003 gestartete Mission der NASA und der Universität von Colorado zur Messung der Gesamtstrahlung und des gesamten Strahlungsspektrums der Sonne als Grundlage für die Klimaforschung. SORCE fliegt in 645 km Höhe auf einer nicht-sonnensynchronen Bahn mit einer Inklination von 40°. Der Satellit trägt folgende 4 Instrumente:

• Total Irradiance Monitor (TIM)
• Spectral Irradiance Monitor (SIM)
• Solar Stellar Comparison Experiment (SOLSTICE)
• Extreme Ultraviolet Photometer System (XPS)

Weitere Informationen:

• SORCE Brochure (NASA)
• SORCE - Startseite (NASA, LASP)
• SORCE (NASA, EO)

Dt. Sondierer; unscharf definierter, i.a. für nicht-abbildende, passive Fernerkundungssensoren verwendeter Begriff, die Höhen-Profillinien von Druck, Temperatur oder Spurengaskonzentrationen in der Atmosphäre erfassen. Viele Sounder arbeiten nach dem Prinzip der "Horizontsondierung" (Limb Sounder) oder der Okkultation. Profilinformation kann aber auch aus geschickten Auswertungen der Druck- oder Temperaturabhängigkeiten der atmosphärischen Spektren gewonnen werden.
Typische horizont-sondierende Sounder zur Bestimmung von Spurengasprofilen für atmosphärenchemische Untersuchungen sind beispielsweise MAS und MIPAS. HIRS oder MHS sind Beispiele für Sounder, die eher für meteorologische Fragestellungen optimiert sind.

Instrumentesatz an Bord von NOAA-L zur Bestimmung der Intensität der irdischen Strahlungsgürtel und des Flusses von geladenen Partikeln in Satellitenhöhe. Die Instrumente liefern Informationen über solar-terrestrische Phänomene und warnt vor Sonnenwind-Ereignissen, welche den Funkverkehr beinträchtigen und Satelliten schädigen können.

Bezeichnung für das 1983 an Bord der Raumfähre Columbia erstmals ins All gebrachte Weltraumlabor. Bis 1997 folgten weitere 21 von 50 ursprünglich geplanten Missionen. 121 Astronauten haben an Bord gearbeitet, darunter Ulf Merbold bei FLSP1, Ernst Messerschmidt und Reinhard Furrer auf D 1 sowie Ulrich Walter und Hans Schlegel auf D 2.
1973 war zwischen der NASA und der ESRO (European Space Research Organisation), einer Vorläuferorganisation der ESA ein Vertrag zum Bau des Spacelabs durch Europa abgeschlossen. Damals gab es noch keine Nutzergemeinde, die möglichen Anwender mussten von der Nutzung eines Spacelabs für Experimente unter Schwerelosigkeit erst überzeugt werden. Es war, wie heute bei der ISS, eine politische Entscheidung. Deutschland übernahm den größten Anteil von 55 %, Italien 15,6 %, Frankreich 10,3 das UK 6,5 %. Gebaut wurde das Spacelab bei der damaligen ERNO GmbH in Bremen, unterstützt von ca. 50 Unterauftragnehmern.

Trägersystem des Spacelab war der amerikanische Raumtransporter Space Shuttle. Für dessen Maße und technische Voraussetzungen war das Spacelab in seiner Konstruktion ausgelegt. Das Spacelab blieb für die Dauer der Mission als feste Nutzlast im Space Shuttle. Das Spacelab bestand aus zwei Einheiten:

• Die Labormodule in Form zylindrischer Druckkabinen mit 4 Meter Durchmesser und etwa 2,7 Meter Länge. Zu einem Labor von etwa 7 Meter Länge kombiniert, boten sie vier Astronauten Platz. Hier waren Versorgungssysteme, Datenverarbeitungsanlagen und die Experimentiereinrichtungen untergebracht. Das Modul war durch einen Tunnel vom Raumtransporter her erreichbar und wurde auch von diesem mit Energie versorgt.
• Auf U-förmige, oben offene Paletten waren Messgeräte, Teleskope, Antennen etc. montiert, die frei dem Weltraum ausgesetzt waren. Labormodule und Paletten liessen sich je nach Erfordernis beliebig miteinander kombinieren.

Die im Spacelab durchgeführten Experimenten und Messungen betrafen vor allem die Physik, Astronomie, Meteorologie, Materialwissenschaft, Biologie und Pharmazie, außerdem wurden vielfältige Aufgaben der Fernerkundung erfüllt.

Spacelab Inneres des Spacelabs der D1-Mission mit ESA-Astronaut Merbold umrahmt von den einzelnen, für die unterschiedlichen Missionen austauschbaren Racks. Quelle: http://www.esa.int/export/esaCP/ESAQRHPZ9NC_index_1.html

Weitere Informationen:

• Das Spacelab - Ein Blick zurück (DLR-Nachrichten)

Engl. Begriff für weltraumgestützte Spionage/Aufklärung, gewöhnlich mit Hilfe von Satelliten. Space Reconnaissance gilt als im kalten Krieg entstandene militärische Vorläuferin, bzw. nunmehr Schwester der zivilen Satellitenfernerkundung. Wichtige US-amerikanische Programme trugen die Code-Namen CORONA, Argon, Lanyard, Gambit, Hexagon, Lacrosse, Vega.
Ein besonderer Vorteil der Space Reconnaisance ist, dass anders als bei der riskanten Spionage mit hochfliegenden Spezialflugzeugen die territoriale Integrität des auszuforschenden Landes nicht verletzt wird.
Für die Zeit der Konfrontation während des Kalten Krieges besaß die Satellitenaufklärung eine stabilisierende Rolle für das "Gleichgewicht des Schreckens". Seit dem Ende der O-W-Konfrontation erzeugen lokale "Schurkenstaaten", internationaler Terrorismus und die Verbreitung von Massenvernichtungswaffen reichlich Überwachungsbedarf. In den Konflikten, an denen die USA militärisch beteiligt sind, fungiert Satellitenaufklärung als ein Überlegenheit stiftendes Instrument des 'heißen Krieges'. Bei den Einsätzen von Bagdad über Belgrad zu erneut Bagdad unterstützt sie Zielplanung, Zielfindung und die anschließende 'Evaluation' angerichteter Zerstörung.
Klassische Spionagesatelliten decken 'nur' den Frequenzbereich des sichtbaren Lichts und einen schmalen Beobachtungsstreifen von 4 bis 36 km Breite ab, bieten aber hohe optische Auflösungen. Bei den aktuellen Modellen wird ein Auflösungsvermögen von ca. 10 cm vermutet. Neuere Systeme arbeiten auch mit Infrarot- oder Radarsensoren.

Weitere Informationen: U.S. Satellite Imagery, 1960-1999 (NSA Archive)

Flotte von 4 wieder verwendbaren Raumtransportern der NASA, dessen erstes Exemplar Columbia am 12. April 1981 zu einem zweitägigen Raumflug startete, bei dem es die Erde 36-mal umkreiste.

Startkonfiguration des Space Shuttle Quelle: Science Line

Das Space Shuttle startet mit Hilfe eines externen Treibstofftanks von 47 Metern Länge mit flüssigem Wasserstoff als Treibstoff und flüssigem Sauerstoff als Oxidationsmittel für die drei Hauptraketentriebwerke und zweier Feststofftriebwerke von 45,6 Meter Länge. Beim Start ist der Raumtransporter insgesamt 56 Meter lang. Beim Start werden alle Triebwerke gezündet, etwa zwei Minuten nach dem Start werden die wiederverwendbaren Feststofftriebwerke abgesprengt und schweben an Fallschirmen zur Erde. Der Zusatztank wird nach dem Verbrauch des Treibstoffs ebenfalls abgestoßen und verglüht anschließend in der Erdatmosphäre.
Kernstück der Raumfähre ist der Orbiter, also jenes einem Flugzeug ähnliche Teil des Transporters, der in die Erdumlaufbahn gelangt und nach Abschluss der Mission wie ein antriebsloses Gleitflugzeug auf der Erde landen kann. Der Orbiter ist 37,24 Meter lang, besitzt eine Flügelspannweite von 23,79 Metern und bietet Platz für maximal sieben Besatzungsmitglieder.

Eine der Aufgaben des Space Shuttles war bis zum Challenger-Unglück der Transport von Satelliten in seiner Ladebucht und deren Aussetzung in ihre Umlaufbahn. Seither dienen Space Shuttle-Missionen spezifischen Aufgaben, sie können an anderen Raumfahrzeugen andocken um dort Astronauten Service- bzw. Reparaturarbeiten zu ermöglichen. Auch beim Aufbau der internationalen Raumstation ISS wird die Transportkapazität der Shuttles genutzt. Darüber hinaus dient es auch als weltraumbasierte Plattform, um Experimente sowie Beobachtungen von Erde und kosmischen Objekten durchzuführen. Auf einigen Missionen führten Shuttles das europäische Spacelab mit, während derer biologische und physikalische Experimente unter den Bedingungen der Schwerelosigkeit durchgeführt wurden.

Space Shuttle mit geöffneter Ladeluke Quelle: Tracking and Data Relay Satellite (TDRS) Project

Weitere Informationen: Human Space Flight (NASA)

Siehe Weltraumwetter

Engl. Akronym für Surface Processes and Ecosystem Changes Through Response Analysis; geplante Mission der ESA zur Beschreibung und Modellierung der Rolle terrestrischer Vegetation im globalen Kohlenstoffkreislauf und ihrer Reaktion auf anthropogene Klimaver-änderungen.

Weitere Informationen:

• SPECTRA Mission Report (ESA)
• SPECTRA Technical Annex (ESA)

Begriff, der die Lage von Strahlung im elektromagnetischen Spektrum und die Bandbreite der Aufnahmekanäle der Multispektralsensoren angibt. Je schmaler die Bandbreite und je höher die Anzahl der Bänder ist, desto besser ist die spektrale Auflösung eines Sensors. Ein Farbfilm kann als Aufnahmesystem mit 3 Bändern (rot, grün, blau; RGB) bezeichnet werden, wohingegen die größte Anzahl von Spektralbändern bei Hyperspektralscanner-Daten anzutreffen ist, bei denen die Spektralbänder nur wenige nm betragen.
Die Lage der Spektralbänder im Spektrum ist abhängig von den technischen Parametern des Sensors, der atmosphärischen Streuung und Absorption sowie von den vorgesehenen Hauptanwendungsgebieten für diese Fernerkundungsdaten. Multispektralscanner mit nur wenigen Spektralbändern werden häufig für großräumige Untersuchungen verwendet (NOAA AVHRR). Je kleinräumig differenzierter ein Gebiet ist, desto ähnlicher sind häufig die spektralen Signaturen und desto vorteilhafter sind schmalbandige Sensoren.

Elektromagnetische Strahlung wird vor allem durch ihre Wellenlänge gekennzeichnet. Die Wellenlänge wird dabei in der Längeneinheit Meter (bzw. Bruchteilen wie Nanometer [nm] oder Mikrometer [µm]) angegeben. Gleichwertig ist aber auch die Angabe der Frequenz in Hertz (bzw. Vielfachen wie Megahertz [MHz], Gigahertz [GHz], Terahertz [THz] oder Petahertz [PHz]); diese Angaben sind vor allem bei Mikrowellen und längerwelliger Strahlung üblich. In einigen Wissenschaften sind aber auch Einheiten wie Wellenzahl [cm-1] oder Energie (Elektronenvolt [eV]) gebräuchlich. Beispielsweise sind 550 nm gleich 0,55 µm gleich 545,1 THz gleich 18182 cm-1 gleich 2,25 eV.
In der Praxis hat es sich eingebürgert, das gesamte Spektrum in Bereiche und Unterbereiche zu unterteilen.

Spektralbereiche

Diese Bereiche und Unterbereiche werden oft noch wesentlich feiner, zum Teil auch überlappend, unterteilt. So kann der Bereich des sichtbaren Lichtes in Farben unterteilt werden (z.B. ist "blau" 440 - 485 nm), im Bereich des mittleren Infrarot sind Unterbereiche des thermischen IR und des "Wasserdampf-IR" gebräuchlich und im Bereich der Mikrowellen sind Unterbereiche wie C-Band, S-Band, oder X-Band üblich.

Satelliten beobachten zunächst einmal im sichtbaren Licht (400 nm -700 nm), wobei in vielen Fällen noch die Aufspaltung durch Filter oder Beugungsgitter in blaues, grünes und rotes Licht vorgenommen wird, die jeweils einem eigenen Detektor zugeleitet werden. Ebenso wird der Infrarotbereich von 700 nm bis 12500 nm in nahes (NIR), kurzwelliges (SWIR) und thermisches Infrarot (TIR) aufgesplittet. Radarsensoren arbeiten im Mikrowellenspektrum mit Wellenlängen zwischen 1 cm bis 1 m. Atmosphäreninstrumente beobachten darüber hinaus noch im Ultraviolett. Je nach Anzahl der Spektralkanäle spricht man von einem Panchromatischen Sensor (1 Kanal), Multispektralscanner (2 bis ca. 10 Kanäle) oder von einem Spektrometer (bis zu 2.000 Kanäle).

Syn. Bandbreite, Kanalbreite; das Vermögen eines Sensorsystems, einzelne Wellenlängenbereiche zu trennen oder, anders ausgedrückt, die Wellenlängenbreite, die ein Spektralband bei 50 % der maximalen Durchlässigkeit des Spektralbandes umfasst. Als Maße für die Auflösung dienen die Anzahl der Spektralkanäle, ihre Breite und ihre Wellenlängenunterschiede.
Je größer die Anzahl der Bänder und je geringer die Bandbreite, desto größer ist die spektrale Auflösung des Sensors. Ziel ist die Erfassung der spektralen Signaturunterschiede der verschiedenen Oberflächenarten. Die spektrale Auflösung ist in Kombination mit der geometrischen und der temporalen Auflösung ein wesentliches Kennzeichen von Fernerkundungssensoren und entscheidend für die Nutzbarkeit der Daten für unterschiedliche Anwendungen. In meteorologischen Satellitensensoren ist die spektrale Auflösung relativ niedrig (z.B. weite Frequenzbänder). In der Bildspektometrie ist sie hoch (enge Frequenzbänder), da enge Frequenzbänder wichtig für das Aufspüren von feinen Unterschieden in den Reflexions- und Absorptionsmustern sind.

Syn. Spektralsignatur; das für ein Material oder ein Objekt in einem Bild charakteristische Frequenzmuster der Strahlung, die von dem Material oder Objekt reflektiert oder emittiert wird, somit eine Art "spektraler Fingerabdruck". Dieses unterschiedliche Verhalten verschiedener Landoberflächen gegenüber dem Sonnenlicht bzw. deren Eigenstrahlung nutzt die Fernerkundungstechnik. Es ist üblich, den Reflexionsgrad graphisch, als Funktion der Wellenlänge darzustellen.

Die Kenntnisse über das Reflexions- bzw. das Absorptionsverhalten bestimmter Objekte verwendet man um multispektral aufgenommene Bilder zu klassifizieren.

Diagramme der spektralen Signaturen von Wasser, Erde und Vegetation Die Reflexion von Vegetation liegt im nahen Infrarotbereich (Kanal 4) sehr hoch und im sichtbaren Rotbereich (Kanal 3) sehr niedrig. Dadurch lassen sich Gebiete mit Vegetation von kahler Erde unterscheiden.	Umsetzung spektraler Signaturen in Digitalwerte durch den LANDSAT-Scanner Beispiel für die Aufzeichnung von Wasser, grüner Vegetation und kahlem Boden durch LANDSAT.
Quelle: http://www.eduspace.esa.int/eduspace/subtopic/default.asp?document=295&language=de

Die Reflexion des kahlen Bodens nimmt vom sichtbaren zum Infrarot-Bereich des elektromagnetischen Spektrums leicht zu. Zwischen den unterschiedlichen Bodenarten und trockener oder nasser Erde gibt es große Unterschiede. Auch die unterschiedliche mineralische Zusammensetzung der Oberflächen ist in der Durchschnittskurve für kahlen Erdboden gezeigt. Wasser reflektiert Strahlung normalerweise nur im sichtbaren Bereich, sauberes Wasser besonders im Bereich blauen Lichts. Gleichzeitig absorbiert es stark im roten Licht und nahezu total im mittleren und fernen Infrarot.

Da im nahen Infrarotbereich fast gar keine Strahlung abgegeben wird, lässt sich Wasser eindeutig von anderen Oberflächen unterscheiden. In Bildern, die im nahen Infrarotbereich aufgezeichnet werden, erscheinen Wasseroberflächen als dunkle Flecken (niedrige Pixelwerte).

Die spektrale Signatur grüner Pflanzen ist unverwechselbar. Das Chlorophyll in wachsenden Pflanzen absorbiert sichtbares und insbesondere rotes Licht für die Photosynthese. Grünes Licht und Licht aus dem nahen Infrarotbereich wird hingegen reflektiert, da die Pflanze hierfür keine Verwendung hat. Die Pflanze vermeidet so eine unnötige Erwärmung und den Verlust ihres Saftes durch Verdunstung. Aufgrund ihres Wassergehalts weist grüne Vegetation auch eine starke Absorption im Bereich des mittleren Infrarots auf. Diese Kenntnis verwendet man um multispektral aufgenommene Bilddaten zu klassifizieren

Zwischen der Reflexion im nahen Infrarotbereich und in den sichtbaren Bereichen des Spektrums besteht daher ein großer Unterschied. Aus dem Umfang dieses Unterschiedes lässt sich ablesen, welcher Flächenanteil mit wachsenden grünen Blättern bedeckt ist (Blättflächenindex). Teilweise kann durch die spektrale Signatur auch auf den speziellen Zustand der Bodenbedeckungsart geschlossen werden (z.B. Vegetationsschäden).

Zur Bestimmung der aktuell in einer Region vorhandenen Biomasse benutzt man die spektrale Signatur von Vegetation und berechnet den sog. Vegetationsindex. Dies ist die Differenz der Pixelhelligkeit im nahen Infrarot (NIR) und im roten Licht (R). Hohe Werte bedeuten dabei viel Biomasse, niedrige Werte wenig Biomasse. Dividiert man diese Größe noch durch die Summe der beiden (NIR-R) / (NIR+R) dann resultiert der Normierte Differentielle Vegetationsindex NDVI. Aus der zeitlichen Veränderung der Biomasse lassen sich Ernteabschätzungen treffen, jahreszeitliche Variationen erfassen und durch langfristige Zeitreihen auch Rückschlüsse auf Klimaverschiebungen ziehen. NDVI-Karten werden von vielen Organisationen berechnet und im Netz zugreifbar gemacht. Das DFD berechnet täglich eine NDVI-Europakarte sowie Wochen- und Monatsmittel im 1km Raster.  http://www.dlr.de/aktuelles/   Die amerikanische Wetterbehörde NOAA stellt globale Daten zur Verfügung:

Da die beobachteten Materialien, u.a. bedingt durch die geometrische Auflösung, nie in reiner Form vorkommen, überlagern sich die Signaturen zu Mischsignaturen. Weiterhin wird die spektrale Signatur durch die Aufnahmebedingungen (Feuchtigkeit, atmosphärische Verhältnisse, Beleuchtung, Relief) beeinflußt, so dass sie durch Trainingsgebiete anhand der jeweiligen Aufnahme im Rahmen multispektraler Landnutzungsklassifikationen bestimmt werden muß. Je höher die spektrale Auflösung, um so besser sind Materialien unterscheidbar.

Der s.E. kennzeichnet die wellenlängenspezifische Abschwächung eines Lichtstroms beim Durchgang durch ein Medium. Bezüglich der Fernerkundung handelt es sich bei diesem Medium in der Regel um die Atmosphäre. Er beschreibt in Verbindung mit der Weglänge, die optische Dicke der Atmosphäre und ist somit für die atmosphärische Korrektur von Bedeutung. Der spektrale Extinktionskoeffizient m der Wellenlänge l setzt sich aus dem spektralen Streukoeffizienten s und dem spektralen Absorptionskoeffizienten t zusammen. Diese kennzeichnen die Veränderung des Lichtstromes infolge Streuung und Absorption pro Weglänge: m(l)=t(l)+s(l).

Enger Bereich der Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums, in dem ein Sensor arbeitet. Meist in den Spektralfarben: blau, grün, rot und Infrarot.

Ein Radiometer, das die Strahlungsintensität in mehreren Wellenbereichen (multispektral) messen kann. Häufig sind die Spektralbereiche hoch aufgelöst und sind für die Fernerkundung von speziellen Parametern konzipiert, wie z.B. Meeresoberflächentemperatur, Wolken-eigenschaften, Ozeanfarbe, Vegetation usw.

Messgerät zur differenzierten Erfassung von elektromagnetischer Strahlung. Spektrometer nutzen die spektrale Signatur von Objekten zur Informationsgewinnung. Bei Landsat kann z.B. aus der spektralen Reflektion durch Vergleich mit Labormessungen die Identifikation von Mineralien vorgenommen werden. Besonders wichtige Spektrometer sind Sounder, bei denen die Gewinnung vertikaler Profile im Vordergrund steht. Dabei werden im Gegensatz zu den Imagern meist kontinuierliche Felder wie Temperatur und Feuchte, die interpoliert werden können, betrachtet. Zur Profilgewinnung werden spektral hochaufgelöste Messungen mit geringer Bandbreite (kleiner als 1 Prozent) in Regionen, in denen sich das Absorptionsverhalten stark ändert, durchgeführt. Ein klassisches Beispiel ist das Microwave Sounding Unit (MSU) zur Messung von Temperaturprofilen der oberen Atmosphäre.

Siehe Abbildende Spektrometer

Sammelbegriff für unterschiedliche Analyseverfahren. Im Kern der Spektroskopie steht die Untersuchung elektromagnetischer Wellen. In erster Linie untersucht man die Wechselwirkungen von elektromagnetischer Strahlung mit Materie.

Engl. radiant exitance; die spezifische Ausstrahlung M ist der von der Flächeneinheit abgegebene Strahlungsfluss.

Engl. Akronym für SPace-based Information for Disaster Management and Emergency Response; Plattform der Vereinten Nationen für raumfahrtgestützte Informationen für Katastrophenmanagement und Notfallmaßnahmen. SPIDER wird vom UN-Weltraumbüro (UNOOSA) in Wien getragen und unterhält Büros in Peking, Genf und Bonn. Das vom DLR unterstützte Bonner Büro gilt als entscheidende Schnittstelle zwischen Katastrophenschutzeinrichtungen und Raumfahrtbehörden. Aufgabe des Bonner Büros ist es, Informationen und Daten eigenständig und fachgerecht im Rahmen des vollständigen Katastrophenmanagement-Zyklus aufzuarbeiten und weiterzugeben. Dazu dient ein webgestütztes Zugangsportal.

Weitere Informationen:

• UN-SPIDER (David Stevens, UNOOSA)
• UN-SPIDER (Webseite)

Binokulares, optisches Instrument zur Stereobetrachtung (dreidimensionales Modell ) eines Luftbildpaares (zentralperspektivische Aufnahme mit 60% Überdeckungsgrad), basierend auf der horizontalparallelen Achsendifferenz der beiden Teilbilder. Mit jedem Auge werden getrennte Teilbilder betrachtet, deren Eigenschaften dem natürlichen räumlichen Sehen (Projektion des Raumbildes als virtuelles Bild auf der Netzhaut) entsprechen. Zwischen das Bildpaar und die Augen des Betrachters werden Sammellinsen eingefügt, die die Strahlenbündel parallel ausrichten. Im Gegensatz zu einfachen Linsenstereoskopen (Taschenstereoskope) werden beim Spiegelstereoskop die Strahlen umgelenkt und damit die Betrachtungsbasis auf das mehrfache des Augenabstandes verbreitert. Mit Spiegelstereoskopen lassen sich Vergrößerungen bis zum 6-8fachen erreichen. Es ist die Betrachtung von großformatigen Luftbildern (Papierabzüge oder Diapositive) möglich. Mittels der Verwendung einer Meßschraube können Höhenmessungen im Luftbild vorgenommen werden. Der stereoskopische Raumeindruck ist für viele Interpretationsaufgaben eine unverzichtbare Voraussetzung für die Bildinterpretation.

Verfahren zur Fernerkundung der Meeresoberflächentemperatur durch Messung in zwei Kanälen, z.B. 10 µm und 12 µm. Hierdurch ist die Atmosphärenkorrektur möglich.

Franz. Akronym für Système Probatoire d'Observation de la Terre; Serie von französischen Erdbeobachtungssatelliten, die sich in 822 km Höhe auf einer polnahen Umlaufbahn befinden. Wichtige Anwendungsbereiche für Spot-Daten sind Kartographie, Landoberfläche, Land- und Forstwirtschaft, Raumplanung, digitale Geländemodelle und Umweltmonitoring.

Wichtigster Sensor ist ein Paar aus jeweils zwei gleichartigen optischen HRV-Kameras (Instrument Haute Résolution Visible, SPOT 1-3), die in einem panchromatischen Modus mit 10 m räumlicher Auflösung oder in einem multispektralen Modus mit etwa 20 m räumlicher Auflösung betrieben werden können. Durch die beiden gleichartigen HRV-Sensoren besteht u.a. die Möglichkeit zur Aufnahme von Stereobildern. SPOT 5 mit seinen HRG-Instrumenten (High Resolution Geometric) erzielt eine S/W-Auflösung von 5 bzw. 2,5 m, im Farbmodus von 10 m.

SPOT 5 Quelle: http://spot5.cnes.fr/index2.htm

3D-Bildflug über Vesuv und Neapel aus SPOT 5-Daten Zur Animation auf Bild klicken Zu weiteren Animationen hier klicken Quelle: http://spot5.cnes.fr/actualites/53.htm

Weitere Informationen:

• Spot Image - Startseite
• The Spot Satellites (Spot Image)

Seit 1986 bestehende Auswertungs- und Vermarktungsgesellschaft für Satellitendaten und abgeleitete Produkte vornehmlich der französischen Satellitenserie SPOT mit Sitz in Toulouse. Die von diesen Satelliten gelieferten Bilder bestehen aus optischen Daten mit hoher Auflösung, d.h. zehn Meter Auflösung im panchromatischen (schwarz und weiß) Modus und zwanzig Meter im multispektralen Modus (Farbe). Mit dem im Frühjahr 2002 gestarteten Satelliten Spot 5 verfügt man über Bilder mit höherer Auflösung, d.h. zwei bis drei Meter im panchromatischen und zehn Meter im multispektralen Modus.
Zur Gewährleistung einer Quellenkomplementarität vertreibt Spot Image auch SAR-Daten, die von den europäischen und kanadischen Radar-Satelliten ERS bzw. RADARSAT kommen. Dank der Millionen von Bildern, die per EDV in einem Internet-zugänglichen Katalog verzeichnet sind, ist Spot-Image heute der wichtigste Lieferant von geographischen Informationen auf der Basis von Satellitenbildern und hält 55 % des Marktes.
Die wichtigsten Aktionäre von Spot Image sind CNES (41 %), EADS (40 %), davon Astrium (36 %), Alcatel (7 %) und das Institut Géographique National (3 %). Der belgische und schwedische Staat besitzen über eine Gesellschaft italienischen Rechts weitere 8 % des Aktienkapitals.

Weitere Informationen: Spot Image - Startseite

Engl. Akronym für Shuttle Radar Topography Mission (s. dort)

Engl. Akronym für Shuttle Solar Backscatter Ultraviolet Spectrometer; Atmosphärensensor mit elf Einsätzen auf dem Space Shuttle zwischen 1989 und 1996. Das Spektrometer benutzt die ultraviolette Rückstreuung in Nadir-Richtung um Vertikalprofile der Ozonverteilung in der Stratosphäre und in der unteren Mesosphäre zu erstellen.

Weitere Informationen: Shuttle Solar Backscatter Ultraviolet INSTRUMENT (NASA, GSFC)

Engl. Akronym für Sea Surface Height, Meeresspiegelhöhe; dies ist der Abstand an einem bestimmten Punkt zwischen der Meeresoberfläche und einem Referenzellipsoid. Die Meeresspiegelhöhe kann mit Hilfe der Satellitenaltimetrie bestimmt werden.

Anomalien der Meeresspiegelhöhen nach Jason-1-Daten Ausschnitt aus dem Pazifik Quelle: http://topex-www.jpl.nasa.gov/science/jason1-quick-look/index.html

Weitere Informationen: Ocean Surface Topography from Space (NASA, JPL)

1. Engl. Akronym für Sea Surface Temperature, s. Meeresoberflächentemperatur
2. Engl. Akronym für Satellite-to-Satellite Tracking, Beobachtung der Relativbewegung zweier (frei fallender) Satelliten. Die Entfernungsänderungen zwischen den beiden Satelliten sind ein Maß für die Inhomogenitäten des Gravitationsfeldes der Erde, welches somit hochgenau bestimmt werden kann. Man unterscheidet zwei Konfigurationen: bei Hoch-Niedrig-SST befindet sich einer der beiden Satelliten in einer hohen Umlaufbahn um die Erde (im Fall der GPS-Satelliten etwa 20.000 km über der Erdoberfäche), der andere in einer niedrigen (z.B. 400 km). Bei Niedrig-Niedrig-SST befinden sich beide Satelliten in einer niedrigen Umlaufbahn um die Erde (Flughöhe etwa 400 km über der Erdoberfläche).

Syn. Lageregelung; dient dazu, dass Raumflugkörper (Raumsonden, Satelliten, Raumschiffe) in einer bestimmten Richtung ausgerichtet bleiben, damit sie ihre Aufgabe erfüllen können.

Statistisches Streuungsmaß eines Datensatzes, errechnet nach:

Der Begriff Standardabweichung steht in enger Verbindung mit der Gaußschen Normalverteilung und wird in Zusammenhang mit der Fehlerrechnung auch Standardfehler genannt.

Franz. Akronym für Satellite de Taille Adaptée avec Réflecteurs Laser pour les Etudes de la Terre; 1975 gestartete Mission der CNES zu Aufgaben im Bereich der Geodäsie sowie zur Untersuchung des irdischen Schwerefeldes und dessen zeitlichen Veränderungen. Wie die spätere Mission Stella besitzt Starlette als passive Instrumente 60 Laserreflektoren um mit ihnen Laserentfernungsmessung (SLR, Satellite Laser Ranging) durchzuführen. Er umkreist die Erde auf einer geneigten, nicht-sonnensynchronen Umlaufbahn in 812 km Höhe (Inklination 49,83°). Die Umlaufzeit beträgt 104 min.

1996 gegründete russisch-französische Firma zur Vermarktung kommerzieller Satellitenstarts mit der russischen Trägerrakete Sojus vom Weltraumbahnhof in Baikonur, ab 2008 auch vom ESA-Weltraumbahnhof in Kourou. An Starsem sind die Unternehmen Arianespace (15 %), EADS (35 %), die russische Weltraumagentur Roskosmos (25 %) und der Hersteller der Rakete, das „Samara Space Center“ (TsSKB Progress) (25 %), beteiligt. Unter anderem liegen Startaufträge von Seiten der ESA, für Eumetsat und Globalstar vor.

Weitere Informationen: Starsem - The Soyuz Company

Engl. Stefan-Boltzmann law; nach J. Stefan (1835-1893) und L. E. Boltzmann (1844-1906) benanntes Gesetz zur Bestimmung der Gesamtenergiedichte über alle Spektralbereiche, die der Fläche unter der Planckschen Strahlungskurve entspricht (Plancksches Strahlungsgesetz).

Jeder Körper sendet elektromagnetische Strahlung aus. Diese Wärmestrahlung hängt von der Wellenlänge, von der Temperatur des Körpers sowie von seiner Oberflächenbeschaffenheit ab. Bei ideal rauher Oberfläche (schwarzer Körper) ist die über alle Wellenlängen summierte Gesamtstrahlung nur eine Funktion der Temperatur:

Der Zusammenhang zwischen Gesamtenergiedichte und Temperatur kann jedoch nicht zur Bestimmung der Temperatur mit Hilfe von Methoden der Fernerkundung genutzt werden, denn die Sensoren sind meist nur in ausgewählten Spektralbereichen sensitiv. Natürlich vorkommende Oberflächen strahlen infolge der Absorption nicht die vollständige Energiemenge eines schwarzen Körpers mit der gleichen Temperatur ab. Daher ist für die Anwendung auf natürliche Objekte eine Modifikation des Stefan-Boltzmann-Gesetzes erforderlich. Es wird um den Emissionskoeffizienten ε dieser Oberflächen (u(T)=σ·T⁴·ε) erweitert.

Franz. Akronym für Satellite de Taille Adaptée avec Réflecteurs Laser pour les Etudes de la Terre; 1993 gestartete Mission der CNES zu Aufgaben im Bereich der Geodäsie sowie zur Untersuchung des irdischen Schwerefeldes und dessen zeitlichen Veränderungen. Wie die frühere Mission Starlette besitzt Stella als passive Instrumente 60 Laserreflektoren um mit ihnen Laserentfernungsmessung (SLR, Satellite Laser Ranging) durchzuführen. Er umkreist die Erde auf einer polaren, nicht-sonnensynchronen Umlaufbahn in 830 km Höhe (Inklination 98°). Die Umlaufzeit beträgt 101 min.

Ausschließlich für die Bearbeitung stereoskopisch aufgenommener Bildpaare bestimmtes Auswertegerät. Seine Grundbestandteile sind: zwei Bildträger, ein System zur stereoskopischen Betrachtung, zwei Einrichtungen zur optischen oder mechanischen Projektion sowie eine Vorrichtung zur Ausgabe der Messergebnisse.

Ein Stereobildpaar ist ein für stereoskopische Auswertung geeignetes Bildpaar aus raumparallaktisch verschiedenen, jedoch weitgehend inhaltsgleichen Halbbildern.

Prinzip der Luftbild-Stereophotographie, z.B. für die kartographische Vermessung. Für die Erstellung genauer topographischer Karten wird von einem Flugzeug oder Satelliten der Punkt P aus zwei verschiedenen Positionen aufgenommen. Dieses messtechnische Verfahren wird als Photogrammetrie bezeichnet. Quelle: Hoffmann, Albrecht (2002): Das Stereoskop. München

Bei der Satellitenfernerkundung sind z.Z. zwei Verfahren zur Erzeugung von Stereobildern im Einsatz. Zum einen kann (wie beim SPOT-Instrument) die Blickrichtung des Sensors senkrecht zur Bahn verschwenkt werden. Damit wird das gleiche Gebiet bei unterschiedlichen Überflügen unter verschiedenen Blickwinkeln aufgezeichnet. Der Nachteil liegt in den nicht identischen Beleuchtungsbedingungen. Das zweite Verfahren beruht auf der Verfügbarkeit zweier identischer Instrumente an Bord, von denen eines in Bahnrichtung nach vorne, das andere nach hinten zeigt. Die Stereo-Paare werden somit bei einem Überflug aufgezeichnet. Dieses Prinzip wird beim MOMS-2P-Sensor angewandt.

Physiologische Verschmelzung zweier Bilder eines Stereobildpaares zum Raumbild.

Engl. stereoscope; binokulares optisches Gerät, mit dem man Bilder nicht nur zweidimensional betrachten kann, sondern auch den Eindruck räumlicher Tiefe erhält. Das Stereoskop gibt zwei Photographien desselben Objekts, die jeweils aus einem leicht unterschiedlichen Winkel aufgenommen wurden, gleichzeitig wieder. Die Aufnahmekamera musste also entweder leicht verschoben werden, oder zwei Objektive haben.
Im Stereoskop sieht jedes Auge ein Bild. Jedes der beiden Bilder wird durch eine eigene Linse betrachtet, wobei die beiden Linsen schräg angeordnet sind, damit die Bilder zueinander verschoben werden. Als Ergebnis verschmelzen sie beim Betrachten zu einem dreidimensionalen Bild. Weitere Geräte für die stereoskopische Wiedergabe sind u.a. Spiegel-Stereoskop, Stereobrille, -projektor, -bildwand, Shutterbrille.

Einfaches Linsenstereoskop

Verfahren zur Aufnahme und Wiedergabe von Stereobildern, um räumliches Sehen unter künstlichen Bedingungen dadurch zu erzielen, dass jedem Auge nur das ihm entsprechende Teilbild eines räumlichen Gegenstandes zugeführt wird.

Weitere Informationen:

• Tutorial: Radar and Stereoscopy (PDF-Version, CCRS)
• Tutorial: Radar and Stereoscopy (Online-Version, CCRS)
• Lexikon der Stereoskopie
• Geschichte der Stereoskopie (M. Kohler)

Das bei dieser Auswertung nötige stereoskopische Sehen ist die Wahrnehmung eines Raumbildes durch Betrachtung zweier zueinander orientierter Bilder, die von unterschiedlichen Aufnahmeorten aufgenommen sind.

Engl. radiance; die Strahldichte L ist entweder der von der Flächeneinheit in die Raumwinkeleinheit abgegebene oder aus der Raumwinkeleinheit auftreffende Strahlungsfluss.

Engl. radiant intensity; die Strahlstärke I ist der von einer Fläche in die Raumwinkeleinheit abgegebene Strahlungsfluss.

Engl. radiation; Energiefluss in Gestalt von Wellen oder Teilchen, die Energie abgeben, wenn sie von einem Körper absorbiert werden. Zur Wellenstrahlung gehören die elektromagnetische Strahlung und der Schall, zur Teilchenstrahlung gehören einheitliche Ströme kleinster Teilchen wie z.B. Elektronen, Neutronen oder Atomkernen. Sehr komplex zusammengesetzt ist die kosmische Strahlung. Jede Strahlung transportiert auf Grund der Äquivalenz von Energie und Masse auch Impuls. So führt z.B. elektromagnetische Strahlung, wie Röntgen-strahlung oder Gammastrahlung, aber auch die Strahlung geladener Teilchen zur Ionisation.

Nach der Wellenlänge unterscheidet man kurz- und langwellige Strahlung. Kurzwellige Strahlung hat Wellenlängen, die kürzer als die des sichtbaren Lichts sind (380 nm (violett) - 780 nm (rot)), entsprechende besitzt langwellige Strahlung Wellenlängen, die länger als die des sichtbaren Lichts sind. Häufig wird das sichtbare Licht komplett der langwelligen Strahlung zugerechnet.

Die i.a. wellenlängenabhängige Schwächung elektromagnetischer Strahlung beim Durchgang durch Materie. Dabei wird dem Strahlungsfeld Energie entzogen und in Anregungsenergie des Mediums umgewandelt. Das Medium kann ein atomares oder molekulares Gas, eine Flüssigkeit oder ein Festkörper sein.

1. Die global gemittelten klimarelevanten Störungen des atmosphärischen Strahlungs- und Energiehaushaltes.

2. Der Strahlungsantrieb ist ein Mass für den Einfluss, den ein Faktor auf das Gleichgewicht von hereinkommender und abgehender
Energie im System Erde-Atmosphäre hat, und ist ein Index für die Wichtigkeit eines Faktors als potentieller Mechanismus einer
Klimaänderung. Er wird in Watt pro Quadratmeter (W/m²) ausgedrückt.

Bilanz des Strahlungsantriebs an der Obergrenze der Atmosphäre (TOA):
• Nahezu gleichmäßiger Äquator - Pol-Gradient: 100 W/m² - (-100) W/m²
• Atmosphäre erhält netto mehr Energie über den Ozeanen als über den Kontinenten
• Ausnahme: Sahara wirkt als Kältequelle für die Atmosphäre (wg. hoher Albedo und hoher Emission).

3. Der Strahlungsantrieb ist die Veränderung in der vertikalen Nettoeinstrahlung (ausgedrückt in Watt pro Quadratmeter) an der Tropo-pause auf Grund einer internen Veränderung oder einer Veränderung im externen Antrieb des Klimasystems, wie z.B. eine Veränderung in der Konzentration von CO₂ oder der Sonnenstrahlung.

Eine plausible Darstellung der künftigen Entwicklung der Strahlungsantriebe, z.B. in Verbindung mit Veränderungen in der atmosphärischen Zusammensetzung oder der Landnutzung, oder mit externen Faktoren wie z.B. Variationen in der Sonnenaktivität. Szenarien zum Strah-lungsantrieb können als Input für vereinfachte Klimamodelle benutzt werden, um Klimaprojektionen zu berechnen.

Syn. Strahlungshaushalt; Differenz zwischen den Strahlungsflüssen, die das System Erde-Atmosphäre in Form kurzwelliger Strahlung von der Sonne empfängt und die das System Erde-Atmosphäre in Form langwelliger Strahlung wieder in den Weltraum abstrahlt. Sind die beiden Anteile gleich groß, ist die Strahlungsbilanz null und der Strahlungshaushalt ausgeglichen. Die Bilanz kann auch für charakteristische Orte oder Regionen aufgemacht werden.
Unter den genannten Bedingungen befindet sich eine Atmosphärenschicht im Strahlungsgleichgewicht. Die Stratosphäre befindet sich global und zeitlich gemittelt im Strahlungsgleichgewicht, während die Troposphäre ein deutliches Defizit im Strahlungshaushalt aufweist. Der über ein Jahr gemittelte extraterrestrische Strahlungsfluß der Sonne auf eine senkrecht zur Verbindungslinie Erde-Sonne stehende Fläche, die sogenannte Solarkonstante, beträgt 1.368 W/m². Auf die gesamte Erdoberfläche bezogen ergibt sich eine mittlere Bestrahlungsstärke von einem Viertel des Wertes der Solarkonstanten, nämlich 342 W/m².

Angaben über die Strahlungsflüsse sind auch nach dem Einsatz von Satellitenmissionen noch immer mit Unsicherheiten behaftet, da die Bestimmung globaler Mittelwerte mit einer Reihe von Schwierigkeiten verknüpft ist.

Weitere Informationen:

• The Importance of Understanding Clouds (NASA Facts)
• The Balance of Power in the Earth-Sun System (NASA Facts)

Engl. radiant flux; der Strahlungsfluss f ist die Strahlungsmenge, die in der Zeiteinheit durch eine Fläche hindurchtritt.

s. Strahlungsbilanz

Engl. radiant energy; die Strahlungsmenge Q ist die Gesamtenergie einer Strahlung.

Hier verstanden als Messgeräte für den optischen, teilweise auch nur für den mit dem Auge sichtbaren Teil der Strahlung verstandene Strahlungsempfänger. Strahlungsmessgeräte bewerten teils strahlungsphysikalische Größen wie die Strahlungsstärke, teils photometrische Größen wie die Lichtstärke. Sie können eine der Strahlung proportionale Spannung liefern wie z.B. Thermoelemente, Photowiderstands-zellen und Photodioden oder die Strahlungsbewertung mit dem Auge ausnutzen wie visuelle Photometer. In Photometern wird das Messgerät Auge immer häufiger durch Photodioden o.ä. ersetzt. Das Pyrgeometer ist ein anderes vergleichendes Strahlungsmessgerät, das die Ausstrahlung der Erde misst.

Engl. radiant temperature; ohne Korrektur, durch FE-Messung der emittierten Strahlung eines Graukörpers (Emissionsgrad 1) abgeleitete scheinbare Temperatur.

Spezielle Kamera mit der zeitlich sehr kurz aufeinander folgende Lichtimpulse erfaßt werden können. Die Lichtimpulse werden auf einen sehr schnell sich bewegenden, elektronischen Bildträger abgebildet. Der zeitliche Abstand wird dadurch in einen räumlichen Abstand transformiert. Mit einer Streakkamera können die zeitlichen Abstände Pikosekunden genau ermittelt werden. Streakkameras werden eingesetzt, um simultan Laserentfernungsmessungen zu Satelliten auf zwei Wellenlängen auszuführen. Durch die Dispersion der Atmosphäre ist die Lichtausbreitung von der Wellenlänge abhängig. In der Wellenlänge unterschiedliche Laserpulse weisen bei gleicher Entfernung geringfügig unterschiedliche Laufzeiten auf. Die Laufzeitdifferenz wird mit Streakkameras gemessen, sie wird genutzt, um den Einfluß der troposphärische Refraktion zu bestimmen.

Syn. Streuungskoeffizient; Maß für die Schwächung von elektromagnetischer Strahlung beim Durchgang durch ein Medium infolge Streuung. Streukoeffizient plus Absorptionskoeffizient ergibt den Extinktionskoeffizienten, der in das Extinktionsgesetz eingeht.

Engl. scattering; in der Atmosphäre ein Vorgang, bei dem Teile der elektromagnetischen Strahlung durch kleine Materieteilchen (Aerosol) nach allen Richtungen hin abgelenkt oder teilweise aufgesplittert werden. Die Energieform wird dabei nicht verändert. Wie die Absorption führt die Streuung zu einer Schwächung der die Atmosphäre durchlaufenden Strahlung, insofern besitzt sie auch für die Fernerkundung und die Klimatologie Bedeutung.

Sie bildet daher auch einen Bestandteil des spektralen Extinktionskoeffizienten. In der Atmosphäre erfolgt sowohl bei Teilen der Ein- als auch der Ausstrahlung eine Veränderung der ursprünglichen Strahlungsrichtung an den Luftbestandteilen (Gase, Aerosole usw.). Zu unterscheiden sind dabei die selektiven Streuungsvorgänge:

1. Rayleigh-Streuung: Sie betrifft besonders Strahlung mit kurzen Wellenlängen (UV, blaues Licht) und sie erfolgt an Molekülen mit einem Radius kleiner als die Wellenlänge der Strahlung. Dabei handelt es sich u.a. um Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxid.
2. Mie-Streuung: Sie beeinflußt vor allem den sichtbaren Spektralbereich und wird von größeren Wassermolekülen und Aerosolpartikeln mit einem Radius, der der Größenordnung der jeweiligen Wellenlänge entspricht, verursacht.

Nicht-selektive Streuungsvorgänge werden dagegen durch Luftbestandteile mit einem Durchmesser, der die jeweiligen Wellenlängen erheblich überschreitet (z.B. Dunst, Wolken, Nebel), hervorgerufen. Durch sie werden alle Wellenlängen gleichmäßig gestreut, was z.B. Wolken weiß erscheinen lässt.

Eine entfernende (filternde) Farbmischung, wodurch verbleibende die Reststrahlung durch Überlagerung verschiedener Farbschichten erzielt wird. Die subtraktive Farbmischung wird, im Gegensatz zur additiven, die ihre Verwendung in der Anzeige der Monitorbilder findet, im Druck verwendet. In einer Farbpatrone (z.B. eines Standard-Tintenstrahl-Druckers) finden sich die Primärfarben cyan (türkisartig), magenta (pinkähnlich) und gelb, mit denen die jeweiligen zu druckenden Farben gemischt werden können. Auch hier wird mit dem Einsatz keiner, einer, mehrerer oder aller Primärfarben die jeweilige Farbmischung erreicht. Dabei werden die Farben vom Drucker übereinander gedruckt, wodurch die oberen Farbschichten eine Filterwirkung für die unteren Schichten haben und somit für die Gesamtstrahlungssumme subtrahierend wirken. Häufig wird allerdings aus Gründen der Kostenersparnis und aufgrund der Tatsache, dass ein reines schwarz durch die Kombination aller drei Primärfarben nicht erreicht wird, auch eine zusätzliche schwarze Grundfarbe eingesetzt.

Engl. für Schwarm; mit Start für 2011 vorgesehene Mission der ESA (Earth Explorer Mission) zur bislang genauesten Vermessung des Erdmagnetfeldes und seiner Entwicklung. Die Erkenntnisse sollen auch unser Verständnis des Erdinnern und des Klimas verbessern. Das Magnetfeld der Erde übt einen bestimmenden Einfluss auf unsere elektrodynamische Umgebung, die thermosphärische Dynamik und möglicherweise auf die Entwicklung der unteren Atmosphäre aus. Ein weiteres Forschungsziel von Swarm ist die Untersuchung des Einflusses der Sonne auf die Erde. Konkret praktischer Nutzen der Swarm-Mission besteht in der Vorhersage von Strahlungsaus-brüchen im Weltraum, mit deren Hilfe Störungen auf der Erde, beispielsweise der Energieversorgung oder der Telekommunikation, eingegrenzt oder gar vermieden werden können.

Das Schwarm-Konzept sieht 3 gleichzeitig mit einer Rakete gestartete Satelliten in besonderer Anordnung vor. Zwei Satelliten werden in einer Höhe von 490 km nebeneinander her fliegen, während der dritte sich in 530 km über der Erdoberfläche auf einer anderen Bahnebene befindet. Der Bau von Swarm erfolgt bei EADS-Astrium in Immenstaad.

Swarm - ESAs Magnetfeldmission Quelle: http://www.esa.int/export/esaCP/ESAD0SG18/C_Austria_0.html

Swarm - Konstellation aus 3 Satelliten Quelle: http://www.esa.int/esaLP/ESA3QZJE43D_LPswarm_1.html

Die baugleichen Satelliten tragen fünf Instrumente:

• das Vector Field Magnetometer (VFM), das wissenschaftliche Hauptinstrument der SWARM-Mission. Es soll die vektoriellen Komponenten des Erdmagnetfeldes mit höherer Genauigkeit vermessen als dies mit früheren Missionen wie CHAMP und SAC-C möglich war;
• das Absolute Scalar Magnetometer (ASC), dieses dient primär der Kalibrierung des VFM;
• das Electric Field Instrument (EFI), ausgerüstet mit Sensoren für die Messung von Ionen-Eintrittswinkel und -Geschwindigkeit;
• das Accelerometer (ACC), zum Bestimmen der Beschleunigung des Satelliten, welche nicht durch Gravitation verursacht wurde, wie zum Beispiel Luftwiderstand und Sonnenwind und
• der Laser Range Reflector (LRR), dieser reflektiert Laserstrahlen von einer Messstation auf der Erdoberfläche und erlaubt eine genaue Abstandsmessung.

Weitere Informationen:

• Swarm - Mission Report (ESA)
• Blick in das Erdinnere (ESA)
• Swarm - ESA's magnetic field mission (ESA)

Engl. für Schwaden, hier Bodenspur; die Fläche, die von einem Satelliten bei der Erdumkreisung beobachtet wird.

Bodenspur eines polarumlaufenden Satelliten Quelle: http://www.ccrs.nrcan.gc.ca

Engl. Akronym für Stratospheric Wind Interferometer for Transport Studies; kanadisches Instrument an Bord des Satelliten Chinook zur Ermittlung von Windprofilen in der Stratosphäre und der Ozonkonzentration. Die Messergebnisse dienen dem Verständnis über die Transportwege von Schadstoffen in der Atmosphäre und der Verteilungsvorgänge von Ozon in der Stratosphäre. Der Start der Mission ist für 2011 vorgesehen.

Weitere Informationen:

• SWIFT - A new candidate mission for the Living Planet (ESA)
• SWIFT-Project (York University Canada)

Syn. slingshot oder fly-by; Methode der interplanetaren Raumfahrt, bei der eine Raumsonde dicht an einem Planeten vorbeifliegt. Durch die Gravitation des Planeten wird die Flugbahn der Raumsonde sowohl in der Richtung als auch in der Geschwindigkeit verändert.

Die Geschwindigkeitsänderung kann dazu verwendet werden, um die Sonde abzubremsen (für Missionen in das innere Sonnensystem) oder zu beschleunigen (für Missionen in das äußere Sonnensystem oder darüber hinaus). Die Richtungsänderung kann dazu verwendet werden, um die Ebene der Ekliptik zu verlassen, und Sonden in eine polare Umlaufbahn um die Sonne zu lenken. Auf diese Weise können Raumsonden Flugbahnen verwenden, die sonst nicht oder nur mit erheblich größerem Energieaufwand möglich wären.
Wird die Sonde nahe genug an einen Planeten geführt, dann wird sie von dessen Gravitationsfeld eingefangen und umgelenkt. Dadurch, dass sich der Planet aber selber um die Sonne bewegt, gewinnt sie an Geschwindigkeit hinzu. Der Effekt ist vergleichbar mit dem beim Wurf eines Hammerwerfers, der von einem fahrenden Auto aus wirft.

Die interplanetarische Flugbahn von Cassini-Huygens

Nach dem Start auf der Erde fliegt die ESA/NASA-Raumsonde Cassini-Huygens zweimal an der Venus und einmal an der Erde vorbei sowie einmal am Jupiter, bis sie durch diese Swing-by-Manöver genug kinetische Energie hat, ihr Ziel, den Saturn zu erreichen.   Für höhere Auflösung hier klicken! Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/bild:Cassini_flugbahn.jpg

Das erste Swing-by-Manöver wurde 1973 von der Raumsonde Mariner 10 durchgeführt, die nach dem Vorbeiflug an der Venus genügend abgebremst wurde, um die Bahn des Merkur zu erreichen. Heute nutzen nahezu alle interplanetaren Raumsonden diese Technik. Swing-bys, werden genutzt, um die Flugzeiten von Sonden zu verkürzen. Voyager 1 und 2 wurden z.B. durch ein Swing-by am Saturn um rund 18 km/s beschleunigt und erreichten dadurch die 3. kosmische Geschwindigkeit. Ohne Swing-by hätte Voyager 2 mehr als doppelt so lange gebraucht, um den Neptun zu erreichen. Durch die Swing-by-Technik entstehen teilweise große Umwege. So wurde zum Beispiel die Sonde Cassini-Huygens auf dem Weg zum Saturn zuerst von der Venus auf die nötige Geschwindigkeit gebracht.

Engl. Akronym für Shortwave Infra-Red, dt. kurzwelliges Infrarot, Bezeichnung für den Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums zwischen ~1,3 µm und ~3,0 µm.

s. SAR

Konzept, das die Erde als einheitliches System mit interagierenden Bestandteilen versteht und die Geosphäre (Land), Hydrosphäre (Wasser und Eis) und Biosphäre (Leben) umfasst.

System Erde Zu größerer Darstellung (PDF) auf Abbildung klicken! Quelle: http://www.gfz-potsdam.de/news/Schulen/folien.html

Weitere Informationen:

• Erfassung des Systems Erde aus dem Weltraum, in: bmbf/DFG (2003): Geotechnologien - Das System Erde: Vom Prozessverständnis zum Management
• The Earth System Model (NASA)
• The Changing Earth (ESA)
• Unterrichtsergänzende Materialien (GFZ Potsdam)
• Zentrum für Marine und Atmosphärische Wissenschaften, Hamburg - Startseite
• Science of the Earth (NASA)

Teil der Erdoberfläche, der in einem einzelnen Bild (der ursprünglichen Aufnahme) wiedergegeben ist.