Lexikon der Fernerkundung

EarthCARE

Engl. Akronym für Earth Clouds, Aerosols and Radiation Explorer; eine geplante europäisch-japanische Mission zur Untersuchung von Wirkung und Wechselwirkung von Aerosolen und Wolken in Bezug auf die Strahlungsbilanz der Erde. Der Start der auf zwei Jahre ausgelegten Mission ist für Anfang Mai 2024 in Vandenberg (Kalifornien) mit einer Falcon-9-Rakete vorgesehen.

Die Mission

EarthCare ist die sechste Earth-Explorer-Mission der ESA im Rahmen ihres Erderkundungsprogramms „Living Planet“. Als industrieller Hauptauftragnehmer ist Airbus D&S verantwortlich für Entwicklung und Bau des Erdbeobachtungssatelliten. Gemeinsam mit der japanischen Raumfahrtagentur JAXA startet die Europäische Weltraumorganisation ESA voraussichtlich im Mai 2024 ihre bislang größte und komplexeste Earth-Explorer-Erdbeobachtungsmission.

Die Deutsche Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist wesentlich in die EarthCARE-Mission eingebunden – einer Mission im Rahmen des ESA Erdbeobachtungsprogramms FutureEO, in dem Deutschland von Beginn an Programmführer ist und sich bis heute mit mehreren hundert Millionen Euro beteiligt. Zusätzlich werden mehrere Millionen Euro aus dem Nationalen Raumfahrtprogramm bereitgestellt, um die Nutzung der EarthCARE-Daten während des Betriebs durch deutsche Forscherinnen und Forscher und ein Projektbüro vorzubereiten und den Betrieb durch deutsche Forschungseinrichtungen und Universitäten zu unterstützen. Letztere leisten einen der wesentlichsten Beiträge in Europa zur Validierung und werden durch eine Flugkampagne, mit dem deutschen Forschungsflugzeug HALO (High Altitude and Long Range Research Aircraft) substantiell unterstützt. Diese Kampagne wird vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre und dem Max-Planck-Institut für Meteorologie koordiniert.

EarthCARE - InfografikEarthCARE - Infografik Quelle: ESA

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

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

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

Lidar verwendet das gleiche Prinzip wie SAR, funktioniert aber im IR-, sichtbaren oder UV-Wellenlängenbereich. Lidargeräte werden zur präzisen Messung topographischer Merkmale, zur Überwachung des Wachstums oder Rückgangs von Gletschern, zur profilierenden Beobachtung von Wolken, zur Messung von Winden, zur Untersuchung von Aerosolen und zur Quantifizierung verschiedener atmosphärischer Komponenten eingesetzt.

Die Nutzlast des Satelliten besteht aus vier Instrumenten (vgl. Abb.):

EarthCARE - seine vier Instrumente ATLID, CPR, MSI, BBR
und ihre BeobachtungsgeometrieEarthCARE_Viewing_geometry Quelle: ESA

Weitere Informationen:

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