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Start von Satellit Aeolus am Mittwoch, 22. August 2018. Er soll die Winde beobachten und messen und so die Wetterprognosen verbessern.
© ESA / S. Corvaja

Autoren

Anja Bühling
Alexandra Klockau
© ESA / S. Corvaja

Start von Satellit Aeolus am Mittwoch, 22. August 2018. Er soll die Winde beobachten und messen und so die Wetterprognosen verbessern.

Der Windsatellit Aeolus ist nach dem griechischen Gott der Winde benannt. Er soll mittels Lasertechnik erstmals Windprofile aus dem All erstellen und Daten über die Zirkulation der globalen Windsysteme sammeln. Am 22. August, um etwa 23.20 Uhr, ist er vom südamerikanischen Französisch-Guayana aus mithilfe einer Vega-Rakete ins All gestartet. Rund eine Stunde später sendete der Satellit sein erstes Signal zur Erde.

"Es herrscht große Erleichterung." Paolo Ferri, Leiter des ESA-Missionsbetriebs im Raumflugkontrollzentrum ESOC

In den letzten Sekunden vor dem Empfang des Signals sei die Stimmung noch sehr angespannt gewesen, niemand im Kontrollraum habe ein Wort gesagt. "Diese Sekunden waren unendlich lang", berichtet Paolo Ferri, Leiter des ESA-Missionsbetriebs im Raumflugkontrollzentrum ESOC. Erst danach war klar, der Satellit ist intakt geblieben.

Satellit Aeolus soll mit Aladin globale Winddaten liefern

Aeolus soll mithilfe seines Messgeräts Aladin erstmals die Windgeschwindigkeit rund um den Globus von 30 Kilometern Höhe bis zum Boden und über dicken Wolken messen. Im Wesentlichen besteht Aladin aus einem neuartigen Laser, der kurze ultraviolette Lichtimpulse in die Atmosphäre aussendet, einem Spiegelteleskop und Lichtsensoren.

Dank Spiegelteleskop präzise Windgeschwindigkeitsprofile

Das Spiegelteleskop mit einem Durchmesser von 1,5 Metern registriert die Rückstreuung des Lichtes. Aus der Dauer, die die reflektierte Strahlung inklusive Dopplereffekt benötigt, können Daten über die Feuchtigkeit, die Strömung- und Windverhältnisse in unterschiedlichen Höhen gewonnen werden. Das "feinfühlige" Instrument erkennt, ob Wassermoleküle oder Staubpartikel reflektiert werden. Mit diesen Daten sollen besonders präzise Windgeschwindigkeitsprofile erstellt werden – mit einer Genauigkeit von bis zu einem Meter pro Sekunde, so die ESA.

Aeolus schließt Lücke in der Windbeobachtung

Zwar gibt es schon Wetterballone, Bojen, Schiffe, Flugzeuge und Satellitenmessungen, die Daten über Windgeschwindigkeiten und -richtungen liefern. Doch diese Daten beziehen sich bisher häufig nur auf eine Höhe und sind lückenhaft. Unter anderem, weil auf der Südhalbkugel, über den Ozeanen, den Tropen und oberhalb von zehn Kilometern Höhe das Datennetz dünn ist. Aeolus soll nun diese Lücke schließen.

Wie beeinflusst der Jetstream unser Wetter?

Dank der Daten erhoffen sich die Wissenschaftler zum Beispiel Erkenntnisse darüber, wie die Winde in den Tropen im Pazifischen Raum das Wetter in Europa beeinflussen. Und sie wollen herausfinden, ob genauere Jetstream-Daten auch genauere Sturmvorhersagen ermöglichen.

"Wir erwarten, dass die Messungen von Aeolus die Modelle der Winddynamik der Erdatmosphäre deutlich voranbringen. Derzeit gibt es fast eine Million Wind-Messungen innerhalb von 24 Stunden. Mit Aeolus kommen etwa acht Prozent dazu." Anne Grete Straume, Missions-Leiterin der ESA

Mit Aeolus verbesserte Fünf-bis-Sieben-Tage-Wetterprognose

Die ESA-Missionsleiterin Anne Grete Straume glaubt, dass mehr solcher Satelliten im All, die verschiedene Richtungen abdecken, für einen Durchbruch in der Wettervorhersage sorgen könnten. Europäische Wetterdienste wie der Deutsche DWD in Offenbach sind zuversichtlich, dass sie die Aeolus-Daten noch innerhalb des ersten Missions-Jahres in ihre Vorhersage-Modelle einbauen können, so Straume. Damit könne die Fünf-bis-Sieben-Tage-Vorhersage "signifikant besser" werden.

Neuer Satellit bringt Fortschritt für die Wettervorhersage

Aber auch die Zwei-bis-Vier-Tage-Prognose soll laut dem Meteorologen Alexander Cress von der DWD-Forschungsabteilung durch die Daten des Windsatelliten genauer werden: "Es gibt derzeit keine Windprofile von Satelliten, nur einzelne Messungen", so Cress. Wenn Aeolus wie geplant Daten und Zeitreihen liefere, sei dies ein großer Fortschritt für die Wettervorhersage.

Aeolus hat empfindliche Technik an Bord

Fast 16 Jahre hat die Vorbereitung auf die laut ESA "technisch höchst komplizierte und anspruchsvolle wissenschaftliche Mission" gedauert. Die Technik des mehr als 300 Millionen Euro teuren Satelliten Aeolus sei neu, schwierig zu entwickeln gewesen und sehr empfindlich.

Europäische Zusammenarbeit im Aeolus-Projekt

Das Datenmaterial wird Aeolus an das italienische ESA-Zentrum ESRIN und an das Europäische Zentrum für mittelfristige Wettervorhersage (ECMWF) im englischen Reading schicken. Um präzise Windprofile zu erstellen, wird die Sonde in einer Höhe von nur 320 Kilometern die Erde in einer polaren Umlaufbahn umkreisen. "Das ist sehr niedrig", erklärt Paolo Ferri, Leiter des ESA-Missionsbetriebs im Raumflugkontrollzentrum ESOC. In dieser Höhe bremsen den Satelliten Luftwiderstand und Reibung und er sinkt immer wieder ab. Deshalb sind ständig Manöver und Korrekturen der Flugbahn nötig. Einmal pro Woche muss Aeolus angehoben werden. Diese Manöver werden vom Europäischen Raumflugkontrollzentrum ESOC in Darmstadt kontrolliert. Nach etwa vier Jahren im All wird Aeolus allerdings der Treibstoff ausgehen. Der Satellit wird dann in der Erdatmosphäre verglühen.