SIEMENS

Die Wintersonne blitzt durch die Blätter des Olivenhaines, hinter Weinstöcken ragt der Krater des Monte Cavo Vulkans empor. Am Rande des italienischen Ortes Frascati südlich von Rom ist das Gras auch im tiefsten Winter grün, wilde Katzen streunen umher. Hier zwischen den Olivenbäumen und einer riesigen Antenne haben sie ein neues Zuhause gefunden. Wie ein futuristischer Fremdkörper wirkt dieses Herzstück des Zentrums für Erdbeobachtung der European Space Agency (ESA). Hier kommt ein Großteil der Satellitensignale an.

Damit die Datenübertragung auch immer funktioniert, entwickeln Siemens-Ingenieure ein spezielles Equipment, mit dem die Kommunikation der Satelliten auf Herz und Nieren geprüft werden kann, bevor sie ins All geschossen werden. „Auf den Satellitenbildern sehen die Bäume aus wie kleine Löcher. Man erkennt nur, dass es Bäume sind, weil sie ordentlich in Reih und Glied stehen“, sagt Dieter Isakeit vom ESA-Institut für Erdbeobachtung. Die Satellitenbilder, von denen er spricht, haben eine Auflösung von einem Meter pro Pixel.

Die Oliven haben es Isakeit angetan. Denn sie gedeihen hier nur so gut, weil der Vulkan, an dessen Fuß sie wachsen, vor einigen tausend Jahren ausgebrochen ist. Dadurch wurde die Erde mit Tuff und Basalt versetzt, die beide Wasser besonders gut speichern. „Doch obwohl der Vulkan seitdem nicht mehr aktiv war, sollte man sich nicht in Sicherheit wiegen“, meint Isakeit. Denn das Innere der Erde ist ständig in Bewegung. Die Kontinentalplatten schwimmen auf einem plastischen Mantel, reiben sich, und lösen Erdbeben aus. An ihren Kanten drängt das heiße Gestein zur Oberfläche und liefert den Vulkanen Treibstoff. „So zeigt uns der Planet, dass er lebt, und sich ständig verändert.“

Genau solche Veränderungen wollen die Forscher bei der ESA einfangen. Sie haben Anfang der 90er-Jahre das Living Planet Programm ins Leben gerufen, ein wissenschaftliches Großprojekt, das Daten für ein besseres Verständnis der Erde liefern soll. 1991 startete der erste Satellit, ERS-1 – das steht für European Remote-Sensing Satellite –, in eine polare Umlaufbahn. Er sammelte bis zum Jahr 2000 Messwerte über die Erdoberfläche, über die Temperatur der Ozeane, Wellen und Luftströmungen, und andere Informationen, die für Klimaforscher wichtig sind. Einige Satelliten sind seither dazugekommen, darunter auch der Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer (GOCE), der Anfang 2009 startete. Seitdem untersucht er das Schwerefeld der Erde mit einer bislang unerreichten Genauigkeit. Auch dies ist für Klimaforscher interessant: So lässt die Schwerkraft Wassermassen mit höherem Salzgehalt nach unten sacken, was die Wärme transportierenden Strömungen der Weltmeere antreibt und das Klima beeinflusst.

Der Golfstrom beispielweise heizt Nordeuropa jährlich mit der Energie von 100.000 großen Kraftwerken. Die Vermessung der Schwerkraft ist notwendig, weil sie an der Erdoberfläche alles andere als konstant ist. Große Gebirgszüge verstärken sie, tiefe Gräben im Meer schwächen sie ab. Ein weiterer Faktor ist die Dichte des Gesteins, aus dem der Boden besteht. Ist sie größer, bewirkt das eine höhere örtliche Gravitation. Dass sich die Schwerkraft ändert, wird am Indischen Ozean deutlich. „Wer ihn mit einem Schiff überquert, fährt – ohne es zu merken – durch eine 100 Meter tiefe Senke“, erklärt Prof. Volker Liebig, Direktor des Instituts für Erdbeobachtung der ESA. Der Grund ist, dass sich die Meeresoberfläche immer zum senkrechten Schwerefeld der Erde ausrichtet.

Damit all die Informationen, die GOCE sammelt, auf der Erde ankommen, muss die Datenübertragung des Satelliten mit der Bodenstation zuverlässig funktionieren. Denn klappt hier etwas nicht, wäre der Satellit nutzlos und die Wissenschaftler hätten nicht nur viel Arbeit, sondern auch ein paar hundert Millionen Euro in den Sand gesetzt.

Ingenieure von Siemens Aerospace Solutions entwickelten unter anderem für GOCE ein so genanntes RF Checkout Equipment (RF steht für Radio Frequency). Dieses System prüft die Kommunikationsanlagen der Satelliten während der Testphase auf Herz und Nieren. Dazu wird der Satellit zunächst allen möglichen Belastungen ausgesetzt, die während seiner Mission auftreten können. In einer Vakuumkammer wird beispielsweise eine All-ähnliche Atmosphäre hergestellt, und auf Rüttelplattformen wird er genauso fest durchgeschüttelt wie beim Start mit der Trägerrakete. Dabei testet das Siemens- System, ob die Telekommunikation auch unter Extrembelastungen zuverlässig arbeitet.