50 bis 70 Vulkanausbrüche werden weltweit pro Jahr registriert – mit erheblichen volkswirtschaftlichen Schäden: Allein die direkten Verluste von Fluggesellschaften durch den Ausbruch und die Aschewolke des Vulkans Eyjafjallajökull im Jahr 2010 werden auf mehr als 1,3Mrd.€ beziffert. Um hier künftig bessere Daten zu erheben, auf deren Basis Vorhersagen zu ermöglichen und damit Schäden abwenden oder vermindern zu können, werden im Rahmen der Forschungsmissionen TIM (Telematics International Mission) und TOM (Telematics Earth Observation Mission) eine Reihe von Nano-Satelliten zur Erdbeobachtung entwickelt. Partner u.a. aus China, Brasilien, Kanada, Südafrika und Deutschland beteiligen sich an dem Projekt, darunter das Zentrum für Telematik e.V. und die Universität Würzburg.
Formationsflug ermöglicht 3D-Bilder
Weitere Partner auf nationaler Ebene sind die Technische Universität München und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt. Beitrag der nationalen Partner sind drei Satelliten, die untereinander vernetzt sind und im Weltall eine Formation einnehmen, mit der sie aus jeweils unterschiedlichem Winkel Daten derselben Orte, Objekte oder Wettererscheinungen erfassen. Das ermöglicht exakte dreidimensionale Vermessungen, Modellierungen und Rekonstruktionen sowie im zeitlichen Verlauf Daten zur Ausbreitungsgeschwindigkeit von Wolken etc. Diese Daten geben Aufschluss über zu erwartende Auswirkungen und ermöglichen frühzeitige Warnungen und Reaktionen. Neben Asche- und Rauchwolken ist auch die Beobachtung von Gewittern, Feuern, Fluten und Überschwemmungen denkbar, ebenso wie das Monitoring von Feuchtigkeit und anderen Boden-Parametern, die Beobachtung von Küstenlinien oder Anwendungen im Bereich Verkehr und Schifffahrt.
MIPI-Kameras erfassen Bilddaten
Für die Erfassung der Bilddaten, auf deren Basis die Messwerte ermittelt werden, kommen in jedem der drei Satelliten zwei Kameras zum Einsatz. Dabei setzen die Projektpartner auf MIPI-Kameras von Vision Components. Die VC MIPI IMX250-C Kameramodule mit einer Auflösung von 5MP bieten ein optimales Verhältnis aus Detailgenauigkeit zur Erzeugung von 3D-Bildern in hoher Qualität und einem gleichzeitig großen Aufnahmebereich, um die Erdoberfläche optimal erfassen zu können. Entscheidendes Kriterium für die Auswahl der Vision-Components-Kameras war außerdem das kompakte Design der Module zur Integration in die Satelliten.
Weltraumanforderungen erfüllt
Dazu entwickelte Vision Components eigens einen individuellen Konnektor, der einen flachen, optimal an den vorhanden Platz in den Satelliten angepassten Einbau der Kameras ermöglicht. Die Kameras werden in Deutschland entwickelt und gefertigt und bestanden ohne Änderungen oder Anpassungen die Anforderungen an Strahlungsfestigkeit und Robustheit für den Einsatz im Weltraum.
