Vom Ballon zum Satellit: Eine Reise durch die Entwicklung der Fernerkundung und der Auflösung von Satellitenbildern

Fernerkundung ist die Wissenschaft, die Informationen über ein Objekt oder Phänomen sammelt, ohne physischen Kontakt mit ihm aufzunehmen. Diese Technologie hat unsere Sichtweise und unser Verständnis unseres Planeten revolutioniert, indem sie uns Zugang zu riesigen Mengen an Informationen über die Erdoberfläche und Atmosphäre verschafft. Die Fernerkundung hat seit ihrer Einführung große Fortschritte gemacht, und in diesem Blogbeitrag werden wir ihre Geschichte genauer betrachten und uns ansehen, wie sich die Auflösung von Satellitenbildern im Laufe der Zeit entwickelt hat.

Die Geschichte der Fernerkundung lässt sich bis in die Mitte des 19. Jahrhunderts zurückverfolgen, als die ersten Luftaufnahmen von Heißluftballons aus gemacht wurden. Doch erst mit dem Start des ersten künstlichen Satelliten, Sputnik 1, durch die Sowjetunion im Jahr 1957 begann die Fernerkundung eine bedeutendere Rolle in der wissenschaftlichen Forschung zu spielen. Der Start von Sputnik 1, kurz darauf folgte Sputnik 2, markierte den Beginn von Jahrzehnten rasanter Entwicklung in der satellitengestützten Fernerkundung.

Der Start von Landsat 1 durch die Vereinigten Staaten im Jahr 1972 war ein Wendepunkt in der Entwicklung der Fernerkundung per Satellit. Landsat 1 war der erste Erdbeobachtungssatellit, der speziell für die Erforschung des Planeten Erde konzipiert wurde. Er war mit dem Return Beam Vidicon (RBV) und einem Multispectral Scanner System (MSS) ausgestattet und bot eine Bodenauflösung von 80 Metern und eine Schwadbreite von 185 km.

In den folgenden Jahren verbesserte sich die Auflösung von Satellitenbildern immer weiter. 1984 wurde Landsat 5 gestartet, ausgestattet mit einem Multispectral Scanner System (MSS) und einem Thematic Mapper (TM). Landsat 5 bot eine räumliche Auflösung von 30 Metern und lieferte fast 29 Jahre lang Bilddaten der Erde. Damit stellte er einen Guinness-Weltrekord für den „am längsten in Betrieb befindlichen Erdbeobachtungssatelliten“ auf.

Mehr als ein Jahrzehnt später, im Jahr 1999, wurde Landsat 7 gestartet, der über ein panchromatisches Band mit einer räumlichen Auflösung von 15 Metern verfügte. Im selben Jahr wurde der Satellitensensor IKONOS von MAXAR Technologies Inc. gestartet. IKONOS war der erste kommerzielle Satellit, der hochauflösende Bilder lieferte (panchromatische Auflösung von 0,80 Metern im Nadir) und wurde hauptsächlich für die Kartierung von Städten und ländlichen Gebieten, die Umweltüberwachung und die nationale Sicherheit verwendet. Im Jahr 2013 wurde Landsat 8 gestartet, der über eine panchromatische Auflösung von 15 Metern und eine multispektrale räumliche Auflösung von 30 Metern verfügte.

Ein weiterer wichtiger Beitrag zur Fernerkundung war das Sentinel-Programm. Das Programm wurde von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) in Zusammenarbeit mit der Europäischen Kommission ins Leben gerufen und bestand aus einer Konstellation von Satelliten namens Sentinel, die hochauflösende Bilder der Erdoberfläche und der Atmosphäre lieferten.

Die Sentinel-Satelliten waren mit einer Reihe von Sensoren ausgestattet, darunter Radar-, optische und thermische Sensoren, die hochauflösende Bilder der Erdoberfläche lieferten. Eine der wichtigsten Sentinel-Missionen war Sentinel-2, das multispektrale Bilder mit einer räumlichen Auflösung von bis zu 10 Metern lieferte. 

Seitdem wurden weitere Satelliten gestartet, die Bilder mit noch höherer Auflösung liefern. So wurde beispielsweise der Satellit GeoEye-1 im Jahr 2008 gestartet und lieferte eine panchromatische Auflösung von 0,41 Metern, während der Satellit WorldView-4, ein kommerzieller Erdbeobachtungssatellit der dritten Generation, der 2016 gestartet wurde, hochauflösende Bilder mit einer Auflösung von 31 cm im panchromatischen Modus lieferte. In jüngerer Zeit erreichte der 2020 gestartete Pléiades Neo eine panchromatische Auflösung von 0,30 Metern und ist damit einer der derzeit in Betrieb befindlichen kommerziellen Satelliten mit der höchsten Auflösung. In naher Zukunft wird Albedo seine Konstellation aus 24 Satelliten starten und soll diese bis 2027 fertigstellen. Der erste dieser Satelliten soll 2024 starten und eine Auflösung von bis zu 0,10 Metern bieten.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Geschichte der Fernerkundung von einer Reihe technologischer Fortschritte geprägt wurde, die unsere Fähigkeit, die Ressourcen der Erde zu verstehen und zu verwalten, revolutioniert haben. Vom Start von Sputnik 1 im Jahr 1957 bis zum jüngsten Pléiades Neo hat die Fernerkundung eine lange Entwicklung durchgemacht und immer genauere und hochauflösende Daten geliefert, die es uns ermöglicht haben, die Erdoberfläche viel detaillierter zu untersuchen. Wenn wir in die Zukunft blicken, erweitern sich die potenziellen Anwendungen der Fernerkundung weiter und bieten spannende Möglichkeiten, einige der dringendsten Umweltprobleme unseres Planeten anzugehen.