Tomographie von Wolken

Würzburger Wissenschaftler wollen im neuen Jahr den Weg bereiten, um von 2022 an mit Hilfe von Verfahren ähnlich der Computertomographie ins Innere von Wolken zu blicken. »Alle bisherigen Satellitenmissionen schauen sich vor allem das Äußere einer Wolke an«, erläutert Kleinsatelliten-Forscher Klaus Schilling vom unabhängigen Forschungsinstitut Zentrum für Telematik (ZfT). 2022 will ein interdisziplinäres Team, zu dem ein Wolkenspezialist und ein Experte für Computertomographie aus Israel gehören, dann mit zehn Nano-Satelliten detaillierte Aufnahmen der dreidimensionalen Struktur von Wolken ermöglichen (CloudCT).

Die Vorarbeit leisten derzeit vier kleine Satelliten des ZfT, die Ende September 2020 von Russland aus in den Weltraum geschickt wurden. Sie kreisen seither in einer Höhe von etwa 600 Kilometern über der Erde, bis zu 100 Kilometer voneinander entfernt. Bis Februar sollen sie voll einsatzfähig sein.

Die Forscher haben mehrmals am Tag Funkkontakt mit »NetSat«, den vier sogenannten Nano-Satelliten, die etwa so groß wie ein Schuhkarton sind. Sie sollen Formationsflüge üben, wodurch später die dreidimensionale Beobachtung eines Objekts möglich werden soll. »Das hat bisher noch nicht einmal die Nasa gemacht«, sagt Schilling. »Das ist Top-Wissenschaft«, sagt Markus Wagener, der im Bereich Raumfahrtmanagement des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) das Kleinsatelliten-Programm leitet, über die Würzburger.

»Mit Kleinsatelliten können Missionsziele häufig schneller und kostengünstiger erreicht werden«, erklärt Wagener den stetig wachsenden Einsatz dieser Technik. Die meisten kleinen Satelliten kamen nach seinen Angaben im vergangenen Jahrzehnt aus den USA und China. Japan, Russland und Deutschland liegen mit ungefähr gleichen Anteilen auf den Plätzen drei bis fünf. »Der 5. Platz reflektiert aber nicht die hohe wissenschaftliche und technologische Leistung, die in Deutschland erbracht wird«, erklärt er, denn diese sei beachtlich.

Sollten die im vergangenen Herbst ins All geschickten Nano-Satelliten erfolgreich miteinander kooperieren, will das Zentrum für Telematik 2022 zehn weitere Mini-Satelliten mit Spezialkameras einsetzen. Sie sollen sich in einer Formation selbst organisieren und ihre Lage im Raum verändern, um so die Computertomographie einer Wolke ermöglichen. Sie könnten aber zum Beispiel auch bei Vulkanausbrüchen eine 3D-Karte von Aschewolken aufnehmen, sagt Schilling.

Der erste deutsche Pico-Satellit kam 2005 auch von Schillings Team an der Universität Würzburg und hieß »Uwe-1«. Seine Mission: via Internet im All Signale an die Bodenstation senden und das in Experimenten optimieren.

Die vier derzeit im Orbit fliegenden Nano-Satelliten wiegen jeweils rund vier Kilogramm und sind etwa 10 mal 10 mal 30 Zentimeter groß. Gesteuert werden sie von Würzburg aus. dpa/nd