Space 4.0 vernetzt die Menschen und trägt zu mehr Nachhaltigkeit auf der Erde bei

DLR und ESA sind für Europa führende Weltraumorganisationen. Sie erforschen den Weltraum zum Wohle der Menschheit und ihrer Umwelt. Während immer mehr Menschen von den Vorteilen der Raumfahrt profitieren, engagieren sich weltweit immer mehr institutionelle und private Akteure im All. Systemhäuser, kleine und mittelständische Firmen und Start-ups bieten heute verstärkt auch kommerzielle Raumfahrtanwendungen. Gemeinsam mit den Weltraumorganisationen suchen sie Lösungen für mehr Umwelt- und Klimaschutz sowie für mehr Nachhaltigkeit auf der Erde.

Die Raumfahrt erlebt einen Sprung in eine neue Ära. Die Menschheit nutzt den Weltraum immer stärker und Erkenntnisse aus dem All treiben die digitale Transformation unseres Zusammenlebens in der Gesellschaft, Wirtschaft und Politik voran. So verknüpft der „New Space“ genannte Trend einer kommerzialisierten Raumfahrt diese mit zahlreichen Sektoren und schafft damit neue Anwendungsfelder. Daten aus dem All bieten zahlreiche Dienstleistungen, neuartige Geschäftsmodelle und innovative Technologien, die das Leben auf der Erde verbessern. Es geht um raumfahrtgestützte Kommunikation, Erdbeobachtung und Navigation. Staatliche Institutionen nutzen solche Daten für den Klima- und Katastrophenschutz. Sie sind die Grundlage für eine digital gemanagte, effiziente und ressourcenschonende Landwirtschaft: Unzählige Bereiche brechen mit Unterstützung aus dem Weltall in völlig neue Dimensionen auf.

Das geschieht vor allem über den Einsatz von Satelliten. Aktuell kreisen fast 5000 Satelliten um die Erde. Bis 2030 sollen weltweit über 15000 neue Satelliten in den Orbit befördert werden. Diese neuen Erdtrabanten wiegen unter 500 Kilogramm und sind oftmals lediglich so groß wie ein Schuhkarton. (Quelle: Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt – Lilienthal-Oberth e.V. – DGLR – 08.12.2021). Nichtsdestotrotz zeichnen sie pausenlos Daten auf und ermöglichen so vielfältige Anwendungen, die das Leben auf unserem Planeten verbessern.

Satellitenverbindungen verarbeiten unvorstellbare Datenmengen

Über Daten getriebene Geschäftsmodelle erreichen zunehmend alle Wirtschaftssektoren und sind mehr und mehr über den Weltraum verzahnt. Unternehmen aus vielen Branchen nutzen diese von Satelliten generierten und zur Verfügung gestellten Daten. Smart Farming, Logistik, Industrie 4.0, Infrastruktur-Monitoring oder autonomes Fahren. Ein Mensch in Europa nutzt heute täglich die Dienste von rund 40 Satelliten. Besonders bekannt sind die 28 Galileo-Satelliten. Sie ermöglichen, dass sich Nutzer per Navigationssystem auf dem Smartphone lokalisieren und ihren gesuchten Weg finden können.

Auch die Folgen der Pandemie konnte die Raumfahrt abmildern. So waren Daten aus dem All unerlässlich, um für Millionen Menschen Homeoffice und –schooling, private sowie berufliche Videokonferenzen zu ermöglichen. Erst durch den Einsatz von Kommunikationssatelliten können Menschen unabhängig von ihrem physischen Standort in Echtzeit miteinander sprechen und sich sogar sehen.

Innovative Firmen bauen Datenautobahnen im Orbit

Deutsche Raumfahrtunternehmen arbeiten daran, mittels High-Tech riesige Datenmengen aus dem Weltraum zu übertragen. Sie nutzen Lasertechnologie für eine besonders schnelle Vernetzung zwischen Flugzeugen, Drohnen, Satelliten und der Infrastruktur am Boden. So entstehen gewaltige Datenautobahnen, die gleichzeitig Tausende von Videoströmen übertragen können. Diese leistungsfähigen Kommunikationswege sind auch eine Voraussetzung für die flächendeckende Vermessung und Datenerhebung der Erde von oben.

Daten aus dem All geben einen umfassenden Blick auf das Klima und die Wetterbedingungen unseres Planeten. Ganz besondere Chancen ergeben sich dadurch für den Umweltschutz auf der Erde. Anna Christmann, die Koordinatorin der Bundesregierung für die deutsche Luft- und Raumfahrt, betont die Klimaschutzanwendungen: „Satelliten ermöglichen Navigation mittels Positionsdiensten wie GPS und seinem europäischen Pendant Galileo, sie liefern uns Wetter- und Klimadaten, klassische Erdbeobachtung. Wenn beispielsweise Bodenstrukturen analysiert werden, können diese Daten für die Landwirtschaft genutzt werden“. (Quelle: Interview Heilbronner Stimme 18.02.2022).

Smart Farming basiert auf Weltraumdaten

Die Digitalisierung der Landwirtschaft über den Orbit bietet genaue Ertragsvorhersagen für die Ernte. In der Erdumlaufbahn kreisende Thermal-Infrarot-Kameras vermessen jeden Winkel unseres Planeten. Sie liefern Temperaturdaten der Erdoberfläche. Solche Messungen geben anhand der - für Menschen unsichtbaren - Verfärbung von Nutzpflanzen rechtzeitig Aufschluss, wann diese unter Trockenheit leiden. Bereits zwei Wochen bevor Landwirtschaftsexperten auf der Erde die Gefahr für eine Missernte erkennen, helfen Weltraumbeobachtungen. Zentrale Anwendungen für Satellitendaten betreffen heute die Navigation, wie insbesondere durch das europäische Satellitennavigationssystem Galileo. Sie generieren Informationen zur punktgenauen Ausbringung von Wasser sowie Dünge- und Pflanzenschutzmitteln. Dies schont die wertvolle Ressource Wasser, trägt damit zur Nachhaltigkeit bei und steigert zugleich die effiziente Bewirtschaftung von Ackerflächen.

Erdbeobachtungssatelliten erkennen Waldbrände frühzeitig

Daten aus dem Orbit helfen auch bei der Katastrophenvorsorge und Krisenreaktion. Satelliten ermöglichen das präventive Aufspüren ausgetrockneter Flächen und tragen so dazu bei, zu verhindern, dass Waldbrände überhaupt entstehen. Aufflammende Brandherde lassen sich durch Kamera- und Sensorsysteme aus dem All in Echtzeit erkennen. Diese Frühwarnsysteme verringern die Zeitspanne zwischen Feuersichtung und Alarmierung von zwei Stunden auf nur wenige Minuten. Behörden, Einsatzkräfte und Waldbesitzer können dann sehr schnell mit der Brandbekämpfung beginnen und dadurch entscheidend zum Schutz von Leben und Natur beitragen.

Die astronautische Raumfahrt verbessert das Leben auf der Erde

Astronautinnen und Astronauten erforschen Materialien auf Nachhaltigkeit. Die Grundlagenforschung auf der Internationalen Raumstation ISS spielt dabei eine wichtige Rolle. Der deutsche ESA-Astronaut Matthias Maurer führt in Zusammenarbeit mit dem DLR Weltraumexperimente durch. Kürzlich mischte er auf der ISS Beton in der Schwerelosigkeit an. Die Herstellung von Beton erzeugt weltweit hohe CO2-Emissionen. So schaffen Erkenntnisse aus dem All neues Wissen über Materialien etwa zum Aushärten von Beton. Maurer brachte Sand und Zement mit simuliertem Mondstaub zusammen, um den CO2-optimierten Einsatz des Baustoffes Beton zu erforschen. Auf der Erde könnten durch die Ergebnisse etwa nachhaltigere Gebäude entstehen.

Der unabhängige Zugang zum Weltraum bleibt elementar für die Raumfahrt

Für eine souveräne Nutzung der vielen Vorteile und wichtigen Erkenntnisse aus der Raumfahrt besteht eine Grundvoraussetzung: Die sichere Möglichkeit, in den Weltraum zu gelangen! Dafür steht die Ariane-Trägerrakete. Sie ermöglicht Europas unabhängigen Zugang zum Weltraum – sie erreicht alle relevanten Orbits und kann Nutzlasten aller Größen in den Weltraum befördern. Als Ergänzung der Ariane-Rakete werden derzeit kleine Trägerraketen entwickelt, die niedrigere Erdumlaufbahnen mit geringeren Nutzlasten bedienen sollen.