Sentinel-1: Erste Mission für Copernicus

Sentinel-1 ist eine für ein breites Aufgabenspektrum in den Bereichen Umwelt, Verkehr, Wirtschaft und Sicherheit ausgelegte bildgebende Radarsatellitenmission.

Nach einer siebenjährigen Entwicklungszeit ist der Radarsatellit Sentinel-1A am 3. April 2014 mit einer russischen Sojus-Trägerrakete vom Europäischen Weltraumhafen Kourou in Französisch-Guyana gestartet und hat damit die operationelle Phase des größten Erdbeobachtungsprogramms Copernicus eingeleitet. Der baugleiche Satellit Sentinel-1B gelangte am 25. April 2016 in den Weltraum.Der Name „Sentinel“ – deutsch „Wächter“ – ist dabei wörtlich zu nehmen. Mit dem an Bord befindlichen Radarinstrument können unabhängig von Tageslicht und Wolkenbedeckung Land- und Meeresoberflächen unseres Heimatplaneten rund um die Uhr überwacht werden. Zudem ist Sentinel-1 der einzige europäische Satellit, der speziell auf die Unterstützung bei Naturkatastrophen wie Überschwemmungen und Erdbeben ausgerichtet ist.

Arbeitsweise

Disaster management from space

Als Hauptinstrument dient ein abbildendes Radar vom Typ SAR (Synthetic Aperture Radar), das von Airbus Defence and Space in Friedrichshafen gebaut wurde. Das Unternehmen knüpft damit an die erfolgreiche Arbeit vorangegangener Radarmissionen mit ERS, Envisat und TerraSAR X/TandemX an.

Die 2,3 Tonnen schweren Satelliten umrunden die Erde in einer Höhe von 700 Kilometern. Ihre Umlaufbahn führt sie bei jedem Orbit über beide Pole, so dass das Radarinstrument die unter ihnen drehende Erde mühelos streifenweise abtasten kann. Hierbei kann das „Radarauge“ ein Gebiet von bis zu 400 Kilometern Breite auf einmal überblicken und Objekte bis zu fünf Metern Größe erkennen.

Das Gerät arbeitet in vier verschiedenen Beobachtungsmodi, so dass Sentinel-1 auf unterschiedlichste Anforderungen reagieren kann.

Einsatzunterstützung in Katastrophenfällen

Das im C-Band arbeitende aktive Radar mit einer Wellenlänge von sechs Zentimetern besteht aus einer 12,30 x 0,90 Meter großen Hauptantenne, die sich aus 560 miteinander gekoppelten Einzelantennen zusammensetzt. Die ausgesandten Radarstrahlen dringen durch die Vegetation bis zum Erdboden. Dadurch können Veränderungen der Oberfläche – speziell Bewegungen – im Zentimeter- und sogar im Millimeterbereich wahrgenommen werden.

Im Fokus stehen dabei Eisbeobachtungen in den Polarregionen, vulkanische Aktivitäten, Erdbeben, Erdrutsche, Überschwemmungen, das Aufspüren von Bodensenkungen und -hebungen sowie das Beobachten von Meeresoberflächen, um Behinderungen durch Meereis und Ölverschmutzungen frühzeitig zu erkennen.

Als dauerhafter Datenlieferant unterstützt Sentinel-1 die Aufklärung und Einsatzunterstützung in Katastrophenfällen. Überall dort, wo aktuellste Informationen in kürzester Zeit benötigt werden, können Bilddaten bereits innerhalb von 60 Minuten zur Verfügung gestellt werden. Das ist eine deutliche Verbesserung gegenüber bisherigen SAR-Systemen.

Allwetterfernerkundung mit Radartechnik

Das Interferogramm zeigt die Bewegung des Petermann-Gletschers auf Grönland

Die Sentinel-1-Satelliten sind wahre Allrounder, da hier zwei entscheidende Vorteile reißverschlussartig vereint werden. Zum einen liefert die Radartechnik unabhängig von Tageszeit und Witterung rund um die Uhr Aufnahmen. Sie wird daher auch als Allwetterfernerkundung bezeichnet.

Zum anderen ist das neue Radarinstrument erstmals in der Lage, auch technisch rund um die Uhr die Bilddaten zu generieren. In der höchsten Leistungsstufe muss es allerdings nach jeweils 25 Minuten abgekühlt werden. In dieser Phase werden aber weiterhin Bilder – mit geringerer Auflösung – erstellt. Wenn beide Satelliten im Orbit sind, kann jeder Punkt auf der Erde alle sechs Tage kartiert werden.

Beide Satelliten umrunden die Erde auf einer identischen polaren Umlaufbahn , jedoch um 180 Grad zeitversetzt. Damit verdoppelt sich die Aufnahmekapazität.

Die Missionsdauer von Sentinel-1A und -1B ist jeweils auf sieben Jahre ausgelegt. Der mitgeführte Treibstoff würde jedoch Verlängerungen um bis zu fünf Jahre ermöglichen.