GOSAT

Engl. Akronym für Greenhouse Gases Observing Satellite, japan. Ibuki (Atem); Erdbeobachtungssatellit der japanischen Raumfahrtbehörde JAXA zur Messung des Kohlendioxid- und Methangehalts in der Erdatmosphäre. GOSAT ermöglicht die flächendeckende Erfassung von Daten und schließt damit eine große Beobachtungslücke, die durch das weitmaschige und ungleich verteilte Netz an bodengebundenen Messpunkten bedingt ist. GOSAT-Daten werden künftig mit Daten von Bodenmesspunkten und Flugzeugen sowie denen von Simulationsmodellen kombiniert, bzw. in diese einfliessen.

GOSAT wurde am 23.1.2009 vom japanischen Weltraumbahnhof der Insel Tanegashima aus gestartet. Der Satellit bewegt sich in ca. 660 km Höhe auf einem polnahen Orbit um die Erde. Er ist mit zwei Sensoren ausgestattet. Einer von ihnen verfolgt die Infrarotstrahlen der Sonne, die von der Erdoberfläche oder der Atmosphäre reflektiert werden. So soll die Dichte der Treibhausgase gemessen werden. Der andere Sensor soll Wolken und Schwebstoffe beobachten, deren Präsenz oft zu Fehlern bei den Messungen führen.

Für Ibuki war eine Einsatzdauer von fünf Jahren geplant. Im Jahr 2014 wurde der Einsatz um vier Jahre verlängert, im Februar 2023 ist der Satellit noch immer aktiv.

Klimasatellit GOSAT / Ibuki Quelle: JAXA

GOSAT-2

Am 29. Oktober 2018 wurde der Nachfolgesatellit GOSAT-2 gestartet. Das Gerät soll Daten über die regionale Verteilung von Treibhausgasen wie Kohlendioxid und Methan liefern. Daneben soll er der Analyse von Wald- und Minenbränden, dem Aufspüren starker Kohlenmonoxid und Kohlendioxid-Punktquellen wie Industriezentren und der Beobachtung von Meeresströmungen dienen.

GOSAT-2 wurde entwickelt, um die erste GOSAT-Mission hinsichtlich ihrer Genauigkeit und höheren räumlichen Auflösung zu verbessern. Die Zielvorgabe für die Messgenauigkeit der Kohlendioxidkonzentration, die in dieser Missionsanforderung definiert ist, beträgt 0,5 ppm bei einer räumlichen Auflösung von 500 km und 2000 km über dem Land bzw. dem Ozean und einem 1-Monats-Mittelwert. Dies ist eine große Verbesserung, wenn man bedenkt, dass die GOSAT-Anforderung bei 4 ppm über dem Subkontinent für einen 3-Monats-Mittelwert lag. Die Sensorik nimmt alle drei Tage den gleichen Bereich der Erde auf. Der Satellit besitzt eine geplante Lebensdauer von 5 Jahren.

Der dreiachsenstabilisierte GOSAT-2 verfügt über TANSO-FTS2 und TANSO-CAI2, die von GOSAT übernommen wurden und die Leistung und die Möglichkeiten erweitern. Die wichtigsten erweiterten und verbesserten Punkte sind die Hinzufügung eines CO-Beobachtungsbandes für FTS und eines Gitterspektrometers für das UV-Band für CAI. Ein UV-Band wurde hinzugefügt, um die Aerosol-Ergebnisse zu verbessern, insbesondere für die pm2,5-Schätzung und die Messung von schwarzem Kohlenstoff.

TANSO-FTS-2 (Thermal and Near-infrared Sensor for Carbon Observation-Fourier Transform Spectrometer-2) ist ein 5-Band Interferometer (drei Bänder im nahen Infrarot und zwei im thermischen Infrarot), das gleichzeitig die Polarisation in verschiedenen Ebenen bestimmen kann und von der Harris Corporation auf Basis ihrer Cross-track Infrared Sounder (CrIS) Technologie gebaut. Es soll die Verteilung von Treibhausgasen bestimmen. Band 1 (0,755 – 0,772 µm) dient der Bestimmung des Sauerstoffgehaltes, Band 2 (1,563 – 1,695 µm) der Bestimmung von Kohlendioxid und Methan, Band 3 (1,923 – 2,381) der Bestimmung von Kohlendioxid, der Luftfeuchtigkeit und Kohlenmonoxid, Band 4 (5,56 – 8,45) von Methan und Luftfeuchtigkeit und Band 5 (8,45 – 14,29 µm) der Ermittlung von Kohlendioxid und des Temperaturprofils der Atmosphäre. Der Sensor ist in der Lage Kohlendioxidkonzentrationen bis zu 0,5 ppm und Methankonzentrationen bis zu 5 ppm nachzuweisen. Mit Hilfe von Kameras wird der Sensor jeweils so ausgerichtet, dass jeweils wolkenfreie Bereiche untersucht werden.

TANSO-CAI-2 (Thermal And Near infrared Sensor for carbon Observations - Cloud and Aerosol Imager - 2) besteht aus einem Mehrkanal-Radiometern (0,3 bis 1,7 µm) mit einer Auflösung von bis zu 500 m und einer Schwadbreite von 1000 km, der Aerosole und Wolken visuell zu beobachten. Das Instrument nimmt gleichzeitig einen Streifen 20° vor und hinter der Flugrichtung des Satelliten auf.

Im Mai 2019 wurde bekannt, dass EUMETSAT und JAXA für künftige Messungen kooperieren werden. Das entsprechende Abkommen sieht vor, GOSAT- und GOSAT-2-Daten mit den Messungen des Infrarot-Interferometers zur Sondierung der Atmosphäre (IASI) zu vergleichen, das auf den drei Metop-Satelliten von EUMETSAT eingesetzt wird. EUMETSAT wird seinen Nutzern - insbesondere dem Copernicus Dienst zur Überwachung der Atmosphäre (CAMS) - die Daten einer Reihe von GOSAT-Satelliten zur Verfügung stellen können.

Siehe auch CarbonSat, MicroCarb, OCO-2, TanSat

Weitere Informationen:

• GOSAT-Homepage (JAXA)
• GOSAT (Greenhouse gases Observing Satellite) / Ibuki (eoPortal Directory)
• GOSAT-2 (NIES)
• GOSAT-2 (Greenhouse gases Observing Satellite-2) / Ibuki-2 (eoPortal Directory)