ABB-Technologie im Weltraum hilft bei der Überwachung von atmosphärischen Veränderungen

Auf Satelliten montierte optische Geräte von ABB werden zur Messung von Treibhausgasen in der Erdatmosphäre eingesetzt und liefern wichtige Informationen für die Klimadiskussion.

GOSAT-2 ©Mitsubishi Electric
GOSAT-2 ©Mitsubishi Electric

Seit Jahrzehnten stellt ABB komplizierte wissenschaftliche Instrumente her, die Gase in der Atmosphäre messen und analysieren, um Wissenschaftlern zu helfen, deren Zusammensetzung und Entwicklung besser zu verstehen. Nun trägt ABB dazu bei, Treibhausgase genauer zu messen. Diese speichern Wärme in der Atmosphäre, was zu einem Anstieg der globalen Oberflächentemperatur führt.

Der ABB-Interferometer ist ein solches Überwachungsinstrument; an Bord des Treibhausgas-Beobachtungssatelliten GOSAT-2, der im Oktober 2018 im Rahmen eines Projekts der japanischen Regierung gestartet wurde. Interferometer, wie der auf dem Satelliten GOSAT-2, messen und analysieren die Energiemenge an zahlreichen Punkten im gesamten optischen Spektrum (etwa 10'000 verschiedene Farben sind auf GOSAT-2 unterscheidbar). Noch wichtiger ist, dass diese Instrumente molekulare «Fingerabdrücke» auf einem reflektierten oder transmittierten Lichtstrahl verfolgen können. Mit dieser Technik, der sogenannten Absorptionsspektroskopie, können Emissionen aus industriellen Quellen auch aus dem Weltraum genau überwacht und quantifiziert werden. 

Interferometer von ABB.
Interferometer von ABB.

«Diese Technologie kann für eine Vielzahl von Anwendungen entwickelt werden, vom Ablesen der Gesundheit von Pflanzen in der Landwirtschaft bis hin zur Vorhersage des Wetters oder dem Erkennen von Schadstoffen und der Suche nach Planeten ausserhalb des Sonnensystems, die Leben beherbergen können» , sagte Frederic Grandmont, Technology & Business Development Manager, Space & Defense Systems bei ABB in Quebec, wo das Interferometer entwickelt wurde.

«Das oberste Ziel der GOSAT-Mission ist es, unser Verständnis von Treibhausgasen zu vertiefen und zu überprüfen» , fügte Grandmont hinzu. «Wir wollen wissen, wo die Gase ausgestossen werden, wo sie absorbiert werden und wie die Wettersysteme diese Massen um die Welt bewegen.»

Der Satellit GOSAT-2  mit dem ABB-Interferometer umkreist die Erde 15 Mal täglich in einer Höhe von 613 Kilometern, um mehr als 100'000 präzise Messungen von Kohlendioxid, Methan, Ozon, Wasserdampf, Kohlenmonoxid und Stickstoffdioxid in der Erdatmosphäre durchzuführen.

Die vom Instrument im Orbit gesammelten atmosphärischen Daten werden an das National Institute for Environmental Study (NIES), Japan, übertragen. Das NIES-Team archiviert und verarbeitet die Daten zu umfassenden Karten, die die Treibhausgaskonzentration in beiden Hemisphären anzeigen. Eine der auffälligsten Beobachtungen aus dem Orbit ist es, auf globaler Ebene zu beobachten, wie durch die Pflanzenwachstumssaison im jeweiligen Frühjahr die meisten der Treibhausgase, die sich im Laufe des Winters angesammelt haben, absorbiert werden. Die massive Emission von Treibhausgasen aus dicht industrialisierten Gebieten ist ebenfalls aus dem Orbit zu sehen.

Die Messwerte des GOSAT-2-Treibhausgassensors werden nun vom NIES-Team validiert, indem die Daten des Satelliten mit Messungen durch Instrumente am Boden, in Flugzeugen oder Ballonen verglichen werden, um die hohe Genauigkeit zu bestätigen.

Die Messungen aus GOSAT-2 liefern wichtige Daten, die zu einem besseren Verständnis der Klimawissenschaften beitragen und somit einen effektiveren Beitrag zur Formulierung internationaler Strategien zur Emissionsreduzierung leisten. Das Intergovernmental Panel on Climate Change (IPPCC), ein Gremium der Vereinten Nationen zur Berichterstattung über den Stand der Treibhausgasprobleme, nutzt die GOSAT-Daten in grossem Umfang als Diskussionsgrundlage für die Aushandlung internationaler Abkommen zur Emissionsreduktion.

Eine kontinuierliche Messung der Treibhausgase ist notwendig, um besser zu quantifizieren, wie die Erde sie aufnimmt; sie in Gräsern, Pflanzen und Bäumen speichert. Wenn Wissenschaftler diese biologischen Mechanismen besser verstehen, können sie an verbesserten Methoden zum Umgang mit den CO2-Emissionen arbeiten. Eine kontinuierliche Messung der Emissionen ist auch auf verschiedenen Ebenen (Land, Städte, Industrie) erforderlich, um die Durchsetzung von «Cap & Trade»Massnahmen im Wettbewerbsumfeld zu ermöglichen. 

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