Die Daten von NISAR werden unser Verständnis von Phänomenen wie Erdbeben, Vulkanen und Erdrutschen sowie von Schäden an der Infrastruktur verbessern. Eine Pressemitteilung der NASA.
Quelle: NASA, JPL, ISRO, 8. November 2024.
(Bild: R.G. McGimsey/AVO/USGS)
Pasadena, 8. November 2024 – Wir bemerken es nicht immer, aber ein Großteil der Erdoberfläche ist ständig in Bewegung. Wissenschaftler haben Satelliten und bodengestützte Instrumente eingesetzt, um Landbewegungen im Zusammenhang mit Vulkanen, Erdbeben, Erdrutschen und anderen Phänomenen zu verfolgen. Ein neuer Satellit der NASA und der Indischen Weltraumforschungsorganisation (ISRO) soll unsere Kenntnisse verbessern und uns möglicherweise bei der Vorbereitung auf und der Bewältigung von Naturkatastrophen und vom Menschen verursachten Katastrophen helfen.
Die NISAR-Mission (NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar) wird zweimal alle 12 Tage die Bewegung fast aller Land- und Eisflächen der Erde messen. Die Geschwindigkeit, mit der NISAR Daten sammelt, wird den Forschern ein umfassenderes Bild davon vermitteln, wie sich die Erdoberfläche im Laufe der Zeit verändert. „Diese Art der regelmäßigen Beobachtung ermöglicht es uns zu sehen, wie sich die Erdoberfläche über fast den gesamten Planeten hinweg bewegt“, sagte Cathleen Jones, NISAR-Anwendungsleiterin am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien.
Zusammen mit ergänzenden Messungen von anderen Satelliten und Instrumenten werden die Daten von NISAR ein vollständigeres Bild davon liefern, wie sich die Erdoberfläche horizontal und vertikal bewegt. Diese Informationen werden entscheidend dazu beitragen, alles besser zu verstehen, von der Mechanik der Erdkruste bis hin zu den Teilen der Welt, die anfällig für Erdbeben und Vulkanausbrüche sind. Sie könnten sogar dabei helfen, herauszufinden, ob Abschnitte eines Deichs beschädigt sind oder ob ein Hang durch einen Erdrutsch in Bewegung geraten ist.
Was sich darunter verbirgt
Die Mission, die Anfang 2025 von Indien aus gestartet werden soll, wird in der Lage sein, Oberflächenbewegungen bis hinunter zu Bruchteilen von Zentimetern zu erkennen. Neben der Überwachung von Veränderungen der Erdoberfläche wird der Satellit in der Lage sein, die Bewegung von Eisschilden, Gletschern und Meereis zu verfolgen und Veränderungen der Vegetation zu kartieren.
Die Quelle für diese bemerkenswerte Detailgenauigkeit sind zwei Radarinstrumente, die bei langen Wellenlängen arbeiten: ein L-Band-System, das vom JPL gebaut wurde, und ein S-Band-System, das von ISRO gebaut wurde. Der NISAR-Satellit ist der erste, der beide an Bord hat. Beide Instrumente können Tag und Nacht Messungen vornehmen und durch Wolken hindurchsehen, die die Sicht optischer Instrumente behindern können. Das L-Band-Instrument wird auch in der Lage sein, dichte Vegetation zu durchdringen, um Bodenbewegungen zu messen. Diese Fähigkeit ist vor allem in der Umgebung von Vulkanen oder Verwerfungen nützlich, die von der Vegetation verdeckt werden.
„Der NISAR-Satellit wird uns nicht sagen, wann Erdbeben auftreten werden. Stattdessen wird er uns helfen, besser zu verstehen, welche Gebiete auf der Welt am anfälligsten für schwere Erdbeben sind“, sagte Mark Simons, der für die Mission verantwortliche Wissenschaftler am Caltech in Pasadena, Kalifornien.
Die Daten des Satelliten werden den Forschern Aufschluss darüber geben, welche Teile einer Verwerfung sich langsam bewegen, ohne Erdbeben auszulösen, und welche Abschnitte miteinander verbunden sind und plötzlich abrutschen könnten. In relativ gut überwachten Gebieten wie Kalifornien können die Forscher NISAR nutzen, um sich auf bestimmte Regionen zu konzentrieren, die ein Erdbeben auslösen könnten. Aber in Teilen der Welt, die nicht so gut überwacht werden, könnten die NISAR-Messungen neue erdbebengefährdete Gebiete aufdecken. Und wenn es doch zu einem Erdbeben kommt, werden die Daten des Satelliten den Forschern helfen zu verstehen, was an den Verwerfungen passiert ist, die aufgebrochen sind.
„Aus der Sicht der ISRO sind wir besonders an der Plattengrenze im Himalaya interessiert“, sagt Sreejith K M, der bei der ISRO im Space Applications Center in Ahmedabad, Indien, für NISAR zuständig ist. „Das Gebiet hat in der Vergangenheit Erdbeben großer Stärke hervorgebracht, und NISAR wird uns beispiellose Informationen über die seismischen Gefahren im Himalaya liefern.“
Oberflächenbewegungen sind auch für Vulkanforscher wichtig, die regelmäßig gesammelte Daten benötigen, um Landbewegungen zu erkennen, die Vorboten eines Ausbruchs sein können. Wenn sich das Magma unter der Erdoberfläche bewegt, kann sich das Land ausbeulen oder absinken. Der NISAR-Satellit wird dazu beitragen, ein umfassenderes Bild davon zu erhalten, warum sich ein Vulkan verformt und ob diese Bewegung ein Zeichen für einen Ausbruch ist.
Die Suche nach dem Normalen
Wenn es um Infrastrukturen wie Dämme, Aquädukte und Staudämme geht, wird die Fähigkeit von NISAR, über Jahre hinweg kontinuierliche Messungen durchzuführen, dazu beitragen, den normalen Zustand der Strukturen und des umliegenden Landes zu ermitteln. Wenn sich dann etwas ändert, können die Ressourcenverwalter möglicherweise bestimmte Bereiche ausfindig machen, die untersucht werden müssen. „Anstatt alle fünf Jahre ein ganzes Aquädukt zu vermessen, kann man die Erhebungen gezielt auf Problembereiche ausrichten“, so Jones.
Die Daten könnten ebenso wertvoll sein, um zu zeigen, dass sich ein Damm nach einer Katastrophe wie einem Erdbeben nicht verändert hat. Wenn beispielsweise San Francisco von einem schweren Erdbeben heimgesucht würde, könnte die Verflüssigung – bei der lose gepackte oder wassergesättigte Sedimente nach starken Bodenerschütterungen ihre Stabilität verlieren – ein Problem für Dämme und Deiche entlang des Sacramento-San Joaquin River Deltas darstellen.
„Es gibt über tausend Meilen Dämme“, so Jones. „Man bräuchte eine ganze Armee, um sie alle zu überprüfen“. Die NISAR-Mission würde den Behörden dabei helfen, die Deiche aus dem Weltraum zu überwachen und beschädigte Bereiche zu identifizieren. „Dann kann man sich die Zeit sparen und nur die Bereiche inspizieren, die sich verändert haben. Das könnte nach einer Katastrophe eine Menge Geld für Reparaturen sparen.
Mehr über NISAR
Die NISAR-Mission ist eine gleichberechtigte Zusammenarbeit zwischen der NASA und ISRO und markiert das erste Mal, dass die beiden Agenturen bei der Entwicklung von Hardware für eine Erdbeobachtungsmission zusammenarbeiten. Unter der Leitung des Caltech leitet das JPL die amerikanische Komponente des Projekts und liefert das L-Band-SAR der Mission. Die NASA stellt außerdem die Radarreflektorantenne, den ausfahrbaren Ausleger, ein hochleistungsfähiges Kommunikationsteilsystem für wissenschaftliche Daten, GPS-Empfänger, einen Solid-State-Recorder und ein Nutzlastdatenteilsystem bereit. Das U R Rao Satellitenzentrum in Bengaluru, Indien, das die ISRO-Komponente der Mission leitet, stellt den Raumfahrzeugbus, die Trägerrakete und die damit verbundenen Startdienste und Satellitenmissionen bereit. Das ISRO Space Applications Centre in Ahmedabad liefert die S-Band-SAR-Elektronik.
Um mehr über NISAR zu erfahren, besuchen Sie die Website:
Übersetzung: DeepL.com / Stefan Goth
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