Interview – Was uns Satelliten über die Erde sagen können: Sentinel-Satelliten und Copernicus

Was ging Ihnen durch den Kopf, als Sentinel-2C abhob?

Es war unglaublich emotional. Am meisten hat mich überrascht hat, welche starke Wirkung dieser Start auf mich hatte. Als wir dort standen, war alles dunkel, und wir konnten von unserem Standort aus nicht einmal den Startpunkt der Rakete sehen.

Dann erschien plötzlich in der Ferne ein Licht, das die Dunkelheit durchbrach, und wir sahen die Rakete aufsteigen. Der Ton war verzögert, weil die Startrampe so weit entfernt war, wodurch man aber umso mehr gespannt war. In dem Moment, in dem wir das Geräusch hörten, war es überwältigend.

Die Rakete beschrieb einen perfekten Halbkreis im Himmel und verschwand kurzzeitig in ein paar tiefhängenden Wolken, um dann wieder aufzutauchen. Das war so perfekt, dass es fast unwirklich wirkte. Und ich dachte bei mir: „Das passiert gerade wirklich“.

© ESA–S. Corvaja

Seit meiner Masterarbeit, die ich in Wageningen Anfang der 2000er Jahre schrieb, habe ich bei meiner Arbeit mit Satellitenbildern beschäftigt. Ich habe immer gewusst, dass es Satelliten gibt – sie sind da oben und sammeln Daten –, aber der tatsächliche Start eines Satelliten ins All war für mich eher eine abstrakte Vorstellung.

Die Rakete starten zu sehen, machte alles auf eine Weise real, die schwer zu beschreiben ist. Eigentlich ein simpler Gedanke, aber er fühlte sich in diesem Moment ganz groß an.

Welche Verbesserungen bringt Sentinel-2C mit sich?

Sentinel-2C sorgt für Kontinuität von Sentinel-2A. Das Copernicus-Programm der Europäischen Union ist umfangreich, und die langfristige Instandhaltung muss ein wesentlicher Bestandteil des Vorhabens sein. Sentinel-2C wird die Kontinuität der Daten gewährleisten und die Zeit zwischen Sentinel-2A, 2B und schließlich 2D überbrücken. Diese Satelliten arbeiten in Paaren und bieten eine solide Grundlage für unsere Arbeit beim Copernicus-Landüberwachungsdienst (CLMS).

Kontinuität ist entscheidend für die Art der langfristigen Überwachung, die wir beim CLMS und bei der Europäischen Umweltagentur (EUA) durchführen. Bei der Erhebung und Verarbeitung von Umweltdaten geht es nicht immer darum, die Auflösung oder Frequenz zu erhöhen, sondern darum, über viele Jahre hinweg eine kohärente Zeitreihe aufzubauen. Wenn man zu oft Änderungen vornimmt, wird es schwierig, die Kohärenz aufrechtzuerhalten.

Mit Sentinel-2C werden wir in der Lage sein, eine zuverlässige Zeitreihe vom Start von Sentinel-2A bis hin zur nächsten Satellitengeneration aufzubauen, die etwa 15 Jahre abdeckt. Dieser kohärente Datenstrom ist für die Verfolgung von Umweltveränderungen im Zeitverlauf von unschätzbarem Wert.

Künftige Generationen von Sentinel-Satelliten werden weitere Verbesserungen bringen, wie z. B. eine bessere räumliche Auflösung und andere Funktionen.

Was geschieht mit den älteren Satelliten?

Sentinel-2A wird schließlich ausgemustert werden. Es gab Diskussionen darüber, drei Satelliten gleichzeitig in der Umlaufbahn zu halten, um die Häufigkeit der Datenerfassung zu erhöhen, so dass wir alle drei Tage statt alle fünf Tage Bilder aufnehmen könnten.

Länder wie die skandinavischen und Österreich, in denen die Bewölkung in bergigem Gelände wolkenfreie Beobachtungen erschwert, waren die stärksten Befürworter. Sentinel-2A hat seine erwartete Lebensdauer von sieben Jahren bereits überschritten. Obwohl der Satellit noch funktionsfähig ist, nähert er sich dem Ende seiner Mission, weshalb die Europäische Kommission die Entscheidung getroffen hat, ihn auszumustern.

Wie nutzt der CLMS die Daten von Sentinel-2?

Der CLMS ist einer der größten Nutzer von Sentinel-2, denn es sich handelt sich hierbei um einen Satelliten zur Landüberwachung und wir sind der Dienst zur Landüberwachung im Rahmen des Copernicus-Programms. Deshalb waren wir an der Festlegung der Spezifikationen von Sentinel-2 beteiligt und wirken wir auch bei der Konzeption künftiger Missionen mit.

Unsere Dienstleister verwenden die Sentinel-2-Bilder zur Erstellung verschiedener Produkte. Sie liefern dabei Informationen im Zusammenhang mit Landbedeckung, Landnutzung, Zustand der Vegetation, Wasserressourcen und sogar Energievariablen. So können wir beispielsweise maschinelles Lernen nutzen, um automatische Einstufungen bei der Landbedeckung vorzunehmen oder Produkte im Zusammenhang mit dem Zustand der Vegetation zu erhalten. Alternativ können wir die Daten auch für Landnutzungsanalysen nutzen, um z. B. zwischen Obstplantagen und Weinbergen zu unterscheiden, was häufig manuell gemacht wird.

Wie wirken sich diese Daten auf das tägliche Leben der Europäerinnen und Europäer aus?

Die Daten sind auch außerhalb von Politik und Verwaltung von Nutzen. Zum Beispiel können Landwirte diese Daten nutzen, um die Gesundheit ihrer Nutzpflanzen zu überwachen und zu prüfen, ob sie zu wenig Wasser bekommen, zu feucht sind oder Düngemittel benötigen. Die Holzindustrie kann den Zustand der Wälder einschätzen, ohne dass Vor-Ort-Inspektionen erforderlich sind.

Wir sehen auch ein wachsendes Interesse von Versicherungsunternehmen, die unsere Daten zur Bewertung von Schadenersatzansprüchen nutzen. Und immer mehr Finanzinstitute verwenden die Daten für Nachhaltigkeitszertifizierungen und Risikobewertungen.

Es besteht ein enormes Potenzial für die Nutzung dieser Daten in Bereichen wie Katastrophenschutz, Einhaltung von Umweltvorschriften und sogar Bekämpfung von Umweltverbrechen wie illegalem Holzeinschlag oder Wasserentnahme. Einer der Copernicus-Dienste hat die Aufgabe, die Einhaltung von Umweltvorschriften zu überwachen, wozu auch die Bekämpfung illegaler Aktivitäten wie Müllablagerung oder Abholzung gehört. Der CLMS erstellt zwar für diesen Zweck keine spezifischen Produkte, doch können unsere Daten natürlich von anderen genutzt werden, um solche Aktivitäten zu identifizieren. Das ist ein wirksames Instrument, um die Einhaltung von Umweltvorschriften sicherzustellen.

Und ich muss hinzufügen, dass alle diese Daten online verfügbar und zugänglich sind, und zwar kostenlos.

Wie können Copernicus-Produkte zur Landüberwachung auf europäischer Ebene eingesetzt werden?

Einer der Vorteile unserer Produkte ist ihre Kohärenz. Wenn Sie sich den Status eines bestimmten Bereichs in ganz Europa anschauen wollen, bieten unsere Produkte einen einheitlichen Überblick über den gesamten Kontinent. Dies ist von entscheidender Bedeutung, denn während die nationalen Datensätze für bestimmte Länder in der Regel von höherer Qualität sind, bieten wir ein harmonisiertes Produkt für das gesamte relevante Gebiet. Eines unserer Vorzeigeprodukte ist zum Beispiel das Projekt Corine Land Cover, das in allen 39 EWR-Mitgliedstaaten und im Vereinigten Königreich dieselbe Definition von Landabdeckungsklassen verwendet. Diese Einheitlichkeit ist ein großer Vorteil, denn man kann die Landbedeckungsklassen beispielsweise in Italien und Irland vergleichen, weil man weiß, dass sie nach denselben Kriterien klassifiziert wurden.

Dies macht das Corine Land Cover zu einem der am häufigsten genutzten und am häufigsten heruntergeladenen Produkte. Das Projekt wurde 1990 ins Leben gerufen, die erste Aktualisierung wurde dann im Jahr 2000 vorgenommen. Seitdem wird es alle sechs Jahre aktualisiert, und wir führen gerade die Aktualisierung für 2024 durch.

Wie können Sentinel-Daten Ihrer Meinung nach in der Zukunft die Umwelt- und Klimapolitik beeinflussen?

Wir arbeiten derzeit an der Definition der dritten Phase des Copernicus-Programms, die neue Missionen mit Schwerpunkt auf Bereichen wie Bodenfeuchtigkeit und Wasserqualität umfassen wird. Es gibt eine Mission, die mich besonders begeistert: die hyperspektrale Bildgebung. Damit können wir nicht nur die Gesundheit der Vegetation, sondern auch die Bodenzusammensetzung wesentlich genauer überwachen. Ich habe meine Masterarbeit über Hyperspektraldaten geschrieben und bin daher persönlich an der Entwicklung dieser Technologie interessiert.

Mit Blick auf die Zukunft werden wir unser Portfolio weiter an diese neuen Fähigkeiten anpassen. Mit der nächsten Generation von Sentinel-Satelliten und den Erweiterungsmissionen werden wir in der Lage sein, die Qualität der von uns verwendeten Daten zu verbessern und völlig neue Überwachungskapazitäten zu schaffen. Es ist eine sehr aufregende Zeit für die Erdbeobachtung.

Was möchten Sie bei dem Copernicus- und Sentinel-Programm herausheben?

Das Copernicus-Programm hat für die Erdbeobachtung enorme, ja geradezu umwälzende Fortschritte gebracht. Als ich begann, mich mit diesem Bereich zu beschäftigen, konnten wir gerade einmal auf ein oder zwei Bilder zugreifen, und jetzt stehen uns eine Fülle von Daten kostenlos zur Verfügung. Dadurch wurde ein neues Paradigma in der Erdbeobachtung geschaffen, das es ermöglicht, Konzepte, die früher nur in der Theorie existierten, in die Praxis umzusetzen. Es war revolutionär.

Wir sollten sehr stolz darauf sein, dass Europa diese Initiative angeführt und andere globale Akteure wie die NASA dazu inspiriert hat, diesem Beispiel zu folgen. Die Verfügbarkeit offener Daten hat die Art und Weise, wie wir unseren Planeten überwachen, revolutioniert und einen enormen Einfluss auf die angewandte Wissenschaft gehabt.