In Berlin haben das Deutsche Zentrum für Luft– und Raumfahrt (DLR) und die Französische Raumfahrtagentur CNES das Kooperationsabkommen über die Konstruktions-, Bau- und Betriebsphase des deutsch-französischen Klimasatelliten MERLIN geschlossen.
Das Abkommen wurde im Beisein von Brigitte Zypries, Parlamentarische Staatssekretärin im Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) und zugleich Koordinatorin der Bundesregierung für die Luft– und Raumfahrt, und Thierry Mandon, Staatssekretär im französischen Ministerium für Bildung und Forschung, am 14. September 2016 von Dr. Gerd Gruppe, Vorstand für das DLR Raumfahrtmanagement, und CNES-Präsident Jean-Yves Le Gall unterzeichnet. Die Kleinsatellitenmission MERLIN (Methane Remote Sensing LIDAR Mission) soll ab 2021 die Methankonzentration in der Erdatmosphäre mit einer bislang unerreichten Genauigkeit messen. Die Missionsdauer umfasst drei Jahre.
Dem Treibhausgas Methan auf die Schliche kommen
„Frankreich und Deutschland leisten mit MERLIN einen signifikanten Beitrag zur Ursachenforschung des Klimawandels. Denn Weltraummissionen wie MERLIN helfen, einen tieferen Einblick in jene Mechanismen zu erlangen, die das Klima auf der Erde beeinflussen. Das ist damit auch ein ganz wesentlicher Baustein für die Umsetzung der Pariser Klimaziele“, sagte Brigitte Zypries, Koordinatorin der Bundesregierung für die Luft- und Raumfahrt, anlässlich der Unterzeichnung.
„Deutschland und Frankreich werden die Daten der Mission gemeinsam und in enger Zusammenarbeit mit Forschungslaboren verarbeiten und auswerten. Merlin soll im Jahr 2021 starten und in rund 500 Kilometern Höhe die Erde umkreisen“, sagte der französische Staatssekretär Thierry Mandon.
MERLIN baut auf dem neuen Satellitenbus „Myriade Evolutions“ auf, der von CNES zusammen mit der französischen Raumfahrtindustrie entwickelt wurde. Die Nutzlast des Satelliten – ein aktives LIDAR (LIght Detection And Ranging)-Instrument, das auch bei Nacht und durch dünne Wolken hindurch messen kann – wird im Auftrag des DLR Raumfahrtmanagements mit Mitteln des BMWi in Deutschland entwickelt und gebaut. Zum Methan-LIDAR gehört ein Laser, der Licht in zwei unterschiedlichen Wellenlängen aussenden kann und dadurch in der Lage ist, unabhängig vom Sonnenlicht äußerst präzise Messungen der Methankonzentration auf allen Breitengraden durchzuführen.
Methan ist ein besonders starkes Treibhausgas. Die Klimawirkung von Methan ist 25 Mal stärker als die von CO2. Und obwohl die Konzentration von Methan deutlich kleiner ist als die von CO2, wird Methan schon heute für etwa 20 Prozent der Klimaerwärmung verantwortlich gemacht.
„Wirkungsvolle Maßnahmen zum Klimaschutz müssen Methan einbeziehen. Dafür sind genaue und konsistente Messungen erforderlich, die den gesamten Globus erfassen. Das ist nur von einem Satelliten aus möglich. Mit MERLIN bündeln Deutschland und Frankreich ihre Kräfte für ein gemeinsames Ziel: Frankreich mit seinem Satellitenbus und Deutschland mit einem innovativen Laser. Ein solches Instrument zu konstruieren, ist eine große technische Herausforderung. So sorgen wir für Innovation weit über das Projekt hinaus“, erläutert DLR-Vorstand Dr. Gerd Gruppe die Bedeutung der Mission.
LIDAR selbstkalibrierend
Das LIDAR-Instrument auf MERLIN sendet Lichtwellen aus. MERLIN benutzt dazu kurze Pulse mit zwei verschiedenen Wellenlängen. Der Laser ist für das menschliche Auge unschädlich. Die Wellenlängen liegen im Infrarotbereich. Sie sind so gewählt, dass die eine von Methan verschluckt (absorbiert) wird, die andere jedoch nicht. Kurz hintereinander sendet MERLIN jeweils zwei solche Pulse zum selben Fleck am Erdboden. Die reflektierten Pulse fängt der Kleinsatellit mit einem Teleskop auf und registriert sie. Durch Methan in der Atmosphäre wird der eine Puls geschwächt, der andere dagegen nicht. Aus diesem Unterschied können Wissenschaftler die Methan-Menge zwischen dem Satelliten und dem Erdboden bestimmen. Die Daten sendet der Satellit mehrmals täglich zur Bodenstationen.
„Das Lidar-Verfahren hat wissenschaftliche Vorteile: Es handelt sich um ein sogenanntes ´selbst-kalibrierendes´ Verfahren. Das bedeutet, die Daten haben außerordentlich geringe systematische Fehler. Das ermöglicht bei der der Auswertung mit Computermodellen eine besonders verlässliche Bestimmung von Methan-Quellen und -senken sowie deren Verteilung auf dem Globus“, erklärt DLR-Projektleiter Dr. Matthias Alpers. Mit seinen kurzen Licht-Pulsen kann MERLIN jede Wolkenlücke „ausnutzen“. Als Lidar ist MERLIN außerdem ein „aktives“ Instrument, das heißt, es erzeugt selbst das Licht, dessen Reflexion es misst. Dadurch kann der Klimasatellit auch dort messen, wo auf der Erde gerade Nacht ist.
Gebaut werden soll das LIDAR von einem Konsortium aus Firmen und Forschungsinstituten aus Deutschland, Frankreich und den Niederlanden unter der Leitung der Airbus Defence and Space GmbH in Ottobrunn.
