| Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) |
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Raumfahrt - Weltraum Weitere Informationen |
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| DLR Satellitenmission TanDEM-X für 3D-Bilder und Höhenmodelle |
| TanDEM-X - Erfolgreich gestartet |
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Deutschlands zweiter nationaler Erdbeobachtungssatellit TanDEM-X ist am 21. Juni 2010 um 04.14 Uhr Mitteleuropäischer Sommerzeit (MEST, 08.14 Uhr Ortszeit) erfolgreich vom Weltraumbahnhof Baikonur in Kasachstan gestartet. An Bord einer russischen Trägerrakete des Typs Dnjepr hat der mehr als 1,3 Tonnen schwere und fünf Meter lange Satellit seine Reise in den Orbit angetreten. Um 04.45 Uhr MEST gab es einen ersten Kontakt mit der Bodenstation Troll in der Antarktis.
Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist für die Steuerung von TanDEM-X (TerraSAR-X add-on for Digital Elevation Measurement) über ein Bodensegment, die Durchführung der Mission und die Erzeugung und Nutzung der wissenschaftlichen Daten verantwortlich.
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| "TanDEM-X ist ein deutsches Schlüsselprojekt und liefert uns ein homogenes 3-D-Höhenmodell der Erde als unentbehrliche Grundlage für viele wissenschaftliche und kommerzielle Fragestellungen", sagte DLR-Vorstandsvorsitzender Prof. Dr. Johann-Dietrich Wörner im Rahmen der Startveranstaltung im Deutschen Raumfahrtkontrollzentrum (German Space Operation Center, GSOC) des DLR in Oberpfaffenhofen. |
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"Die Mission demonstriert die deutsche Kompetenz in der satellitengestützten Radartechnik und ist das Ergebnis einer konsequenten Schwerpunktsetzung im nationalen Raumfahrtprogramm. Insbesondere ist TanDEM-X aber auch die Demonstration einer erfolgreichen Public-Private-Partnership (PPP)", betonte Prof. Wörner weiter.
Öffentlich-private Partnerschaft
Die Mission TanDEM-X wird als öffentlich-privates Projekt (Public-Private-Partnership) zwischen DLR und Astrium GmbH mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie realisiert und finanziert. Die Infoterra GmbH, eine Astrium-Tochtergesellschaft, ist für die kommerzielle Vermarktung der TanDEM-X-Daten zuständig. Die Astrium GmbH in Friedrichshafen hat den Satelliten gebaut und ist an den Kosten für die Entwicklung und Nutzung beteiligt. Die TanDEM-X-Mission hat ein Gesamtvolumen von 165 Millionen Euro. Das DLR trägt 125 Millionen Euro, das europäische Raumfahrtunternehmen Astrium steuert 40 Millionen Euro bei.
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Zusammen mit seinem Zwillingssatelliten TerraSAR-X, der sich seit 2007 im All befindet, vermisst der zweite deutsche Erdbeobachtungssatellit TanDEM-X in einer Höhe von 514 Kilometern innerhalb von drei Jahren die komplette Landoberfläche der Erde - das sind 150 Millionen Quadratkilometer - mehrfach und vollständig. Denn für weite Teile der Erde existieren derzeit nur grobe, uneinheitliche oder lückenhafte Höhenmodelle - diese Lücke will die TanDEM-X-Mission mit der digitalen Erfassung der globalen Landmassen in 3D in bislang einzigartiger Qualität schliessen.
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TanDEM-X und TerraSAR-X werden dazu mit einem Abstand von nur wenigen hundert Metern in enger Formation fliegen und das erste so genannte SAR (Synthetic-Aperture Radar)-Interferometer dieser Art im Weltraum bilden.
Beim herkömmlichen SAR sendet das Radar des Satelliten Mikrowellenpulse aus, die von der Erdoberfläche reflektiert und von dem Radar wieder empfangen werden. Aus der Laufzeit der Signale ergibt sich der Abstand der Satelliten zur Erdoberfläche. Da sich der Satellit um die Erde bewegt, beleuchtet das Radar einen Streifen am Boden und zeichnet Signale auf, die dann weiterverarbeitet werden. Bei der SAR-Interferometrie wird ein Gebiet von zwei unterschiedlichen Positionen aus, also aus verschiedenen Blickwinkeln, zeitgleich abgebildet. Das Prinzip ähnelt entfernt dem räumlichen Sehen des Menschen mit zwei Augen. Die beiden "Radaraugen" befinden sich auf dem Satelliten-Duo TanDEM-X und TerraSAR-X und erstellen letztlich ein Interferogramm mit unterschiedlichen Weglängendifferenzen, aus denen dann die Höheninformationen abgeleitet werden können. Innerhalb von drei Jahren entsteht so ein gigantischer Datensatz, der dem Speichervermögen von 200'000 DVDs entspricht. TanDEM-X ist für eine Lebenszeit von mindestens fünf Jahren konzipiert und hat eine geplante überlappende Einsatzzeit mit TerraSAR-X von mindestens drei Jahren.
Unabhängigkeit von Wetter- und Lichtverhältnissen
Der spezifische Vorteil der satellitengestützten Erdvermessung gegenüber flugzeuggestützten Verfahren: Es entsteht ein globales, homogenes Geländemodell ohne Brüche an Ländergrenzen oder Uneinheitlichkeiten. Hierbei spielt der Einsatz des Radars eine entscheidende Rolle, da es unabhängig von Wetter- und Beleuchtungsbedingungen betrieben werden kann. Das Verfahren ist derzeit konkurrenzlos und findet insbesondere in den USA Beachtung.
Unterschiedlichste Anwendungsbereiche
Digitale Höhenmodelle sind vielseitig einsetzbar: Geowissenschaftliche Disziplinen wie Hydrologie, Geologie und Ozeanographie benötigen präzise und aktuelle Informationen über die Beschaffenheit der Erdoberfläche. Digitale Höhenmodelle können für eine effizientereFörderung von Bodenschätzen ebenso hilfreich sein wie für eine optimierte Kriseneinsatzplanung in Katastrophenfällen und bei Sicherheitseinsätzen. Digitale Karten sind auch Voraussetzung für zuverlässige Navigation: Deren Genauigkeit muss Schritt halten mit den steigenden Anforderungen bei der globalen Positionsbestimmung.
Weltweit einzigartiges Datenprodukt
Deutschland wird mit dem digitalen Geländemodell der Erde über ein weltweit einmaliges Datenprodukt verfügen. Dieses kann in Initiativen und Programmen wie zum Beispiel dem ZKI (Zentrum für satellitengestützte Kriseninformation des DLR), GMES (Global Monitoring for Environment and Security) und GEOSS (Global Earth Observation System of Systems), aber auch in sicherheitsrelevante Kooperationsabkommen eingebracht werden. Nicht zuletzt erwarten kommerzielle Kunden auf der ganzen Erde gespannt das TanDEM-X-Höhenmodell: Sobald dies ab 2014 vorliegt, werden Fernerkundungs- und Geoinformationsexperten aus Privatwirtschaft, Behörden, Verteidigungs- und Sicherheitseinrichtungen davon bei ihrer Arbeit profitieren können.
Datenverarbeitung beim DLR in Oberpfaffenhofen - Veredelung durch Infoterra
Ein Netzwerk von drei TanDEM-X-Bodenstationen (Kiruna/Schweden, Inuvik/Kanada und O'Higgins/Antarktis) steht für den immensen Rohdaten-Transfer der Satelliten zur Verfügung. Die Daten werden in drei Hauptschritten verarbeitet: Zunächst werden die von TanDEM-X an die Empfangsstationen übertragenen Datensegmente überprüft. Im Anschluss werden die Ergebnisse im Deutschen Fernerkundungsdatenzentrum (DFD) des DLR in Oberpfaffenhofen bewertet und zu Höhenmodellen in Rohversionen verarbeitet. Der sogenannte Mosaicking- und Kalibrierungsprozessor erzeugt dann das globale digitale Höhenmodell. Der globale Höhenmodell-Datensatz wird 15 TeraByte umfassen und rund vier Jahre nach dem Start von TanDEM-X zur Verfügung stehen.
Die Anpassung des Höhenmodells an die Bedürfnisse kommerzieller Nutzer sowie dessen weltweite Vermarktung übernimmt exklusiv die Infoterra GmbH. Im Rahmen der Datenveredelung wird Infoterra das vom DLR gelieferte Höhenmodell entsprechend der Anforderungen der jeweiligen Kunden weiter bearbeiten: Üblicherweise werden so genannte Spikes (Spitzen bzw. Ausreisser, verursacht durch Rauschen), Versätze (können aufgrund von Radarschatten vor allem in bergigem Terrain auftreten) sowie Wasserflächen (Sicherstellung einer einheitlichen Wasserhöhe sowie des richtigen Gefälles von Flussläufen) editiert.
Unterschiedlichste Anwendungsbereiche
Digitale Höhenmodelle sind von grundlegender Bedeutung für ein breites Einsatzspektrum: Geowissenschaftliche Disziplinen wie Hydrologie, Geologie und Ozeanographie verlangen nach präzisen aktuellen Informationen über die Beschaffenheit der Erdoberfläche. Die Anwendungsbereiche erstrecken sich von einer höheren Effizienz bei der Förderung von Bodenschätzen über die optimierte Kriseneinsatzplanung in Katastrophenfällen und bei Sicherheitseinsätzen. Digitale Karten sind auch Voraussetzung für zuverlässige Navigation: Deren Genauigkeit muss Schritt halten mit den steigenden Anforderungen bei der globalen Positionsbestimmung.
Deutschland wird mit dem digitalen Geländemodell der Erde in absehbarer Zeit über ein weltweit einmaliges Datenprodukt verfügen. Dieses kann in Initiativen und Programmen wie zum Beispiel dem ZKI (Zentrum für satellitengestützte Kriseninformation des DLR), GMES (Global Monitoring for Environment and Security) und GEOSS (Global Earth Observation System of Systems), aber auch in sicherheitsrelevante Kooperationsabkommen eingebracht werden.
Nicht zuletzt erwarten kommerzielle Kunden auf der ganzen Erde gespannt das TanDEM-X-Höhenmodell: Sobald dies ab 2014 vorliegt, werden Fernerkundungs- und Geoinformationsexperten aus Privatwirtschaft, Behörden, Verteidigungs- undSicherheitseinrichtungen davon bei ihrer Arbeit profitieren können.
Datenverarbeitung beim DLR in Oberpfaffenhofen - Veredelung durch Infoterra
Ein Netzwerk von drei TanDEM-X-Bodenstationen (Kiruna/Schweden, Inuvik/Kanada und O'Higgins/Antarktis) steht für den immensen Rohdaten-Transfer zur Verfügung. Die Daten werden in drei Hauptschritten verarbeitet: Zunächst werden die von TanDEM-X an die Empfangsstationen übertragenen Datensegmente überprüft, dann werden die Ergebnisse im Prozessierungszentrum des Deutschen Fernerkundungsdatenzentrums (DFD) des DLR in Oberpfaffenhofen bewertet und zu Höhenmodellen in Rohversionen verarbeitet. Der sogenannte Mosaicking- und Kalibrierungsprozessor erzeugt abschliessend das globale digitale Höhenmodell. Der globale Höhenmodell-Datensatz wird 15 TeraByte umfassen und rund vier Jahre nach dem Start zur Verfügung stehen.
Die Anpassung des Höhenmodells an die Bedürfnisse kommerzieller Nutzer sowie dessen weltweite Vermarktung übernimmt exklusiv die Infoterra GmbH. Im Rahmen der Datenveredelung wird Infoterra die vom Satellitensystem gelieferten Rohdaten entsprechend der Anforderungen der jeweiligen Kunden weiter bearbeiten: Üblicherweise werden so genannte Spikes (Spitzen bzw. Ausreisser, verursacht durch Rauschen), Versätze (können aufgrund von Radarschatten vor allem in bergigem Terrain auftreten) sowie Wasserflächen (Sicherstellung einer einheitlichen Wasserhöhe sowie des richtigen Gefälles von Flussläufen) editiert.
| Über TanDEM-X
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TanDEM-X wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie in öffentlich-privater Partnerschaft (Public-Private-Partnership PPP) zwischen dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Astrium GmbH, Friedrichshafen, realisiert.
Das primäre Ziel der TanDEM-X (TerraSAR-X add-on for Digital Elevation Measurement)-Mission ist die Erstellung eines globalen digitalen Höhenmodells. Bei einem Abstand von nur wenigen hundert Metern werden hierzu die beiden Satelliten TanDEM-X und der nahezu baugleiche TerraSAR-X, der seit dem 15. Juni 2007 im All ist, das erste konfigurierbare SAR-Interferometer (SAR= Synthetic Aperture Radar) im Weltraum bilden. Ein leistungsfähiges Bodensegment, welches eng mit dem von TerraSAR-Xverzahnt ist, erlaubt die Steuerung dieser komplexen Mission und vervollständigt das TanDEM-X-System. Zur Abdeckung der gesamten Erdoberfläche wird ein dreijähriger Parallelbetrieb im Formationsflug durchgeführt.
Das DLR ist verantwortlich für die wissenschaftliche Nutzung der TanDEM-X Daten, die Planung und Durchführung der Mission, sowie die Steuerung der beiden Satelliten und die Erzeugung des digitalen Höhenmodells.Astrium hat den Satelliten gebaut und ist an den Kosten für die Entwicklung und Nutzung beteiligt. Wie bei TerraSAR-X ist die Infoterra GmbH, ein Tochterunternehmen von Astrium, verantwortlich für die kommerzielle Vermarktung der TanDEM-X Daten.
| Über das DLR
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Das DLR ist das nationale Forschungszentrum der Bundesrepublik Deutschland für Luft- und Raumfahrt. Seine umfangreichen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in Luftfahrt, Raumfahrt, Verkehr und Energie sind in nationale und internationale Kooperationen eingebunden. Über die eigene Forschung hinaus ist das DLR als Raumfahrt-Agentur im Auftrag der Bundesregierung für die Planung und Umsetzung der deutschen Raumfahrtaktivitäten sowie für die internationale Interessenswahrnehmung zuständig. Das DLR fungiert als Dachorganisation für den national grössten Projektträger.
In den dreizehn Standorten Köln (Sitz des Vorstandes), Berlin, Bonn, Braunschweig, Bremen, Göttingen, Hamburg, Lampoldshausen, Neustrelitz, Oberpfaffenhofen, Stuttgart, Trauen und Weilheim beschäftigt das DLR circa 6.500 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Das DLR unterhält Büros in Brüssel, Paris und Washington D.C.
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| Quelle:
Text DLR Juni 2010 |
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