Sentinel-2

Die Raumfahrtmission Sentinel-2, bestehend aus Sentinel-2A und Sentinel-2B, ist ein Paar optischer Erdbeobachtungssatelliten in einem sonnensynchronen Erdorbit. Sie gehören wie die Satellitenpaare Sentinel-1 und Sentinel-3 zum Copernicus-Programm der Europäischen Union[5] für Global Monitoring for Environment and Security und sind Teil der Sentinel-Satellitenreihe. Sentinel-2 soll Daten für den Klimaschutz, zur Landüberwachung sowie zum Katastrophen- und Krisenmanagement auf der Erde liefern.[6]

Sentinel-2A/2B
Sentinel-2A/2B
Typ: Erdbeobachtungssatelliten
Betreiber: Europaische Weltraumorganisation ESA
COSPAR-ID: 2015-028A
Missionsdaten
Masse: 1200 kg
Größe: 3,4 m × 1,8 m × 2,35 m
Start: 2A: 23. Juni 2015, 01:52 UTC[1]
2B: 7. März 2017, 01:49[2]
Startplatz: 2A: CSG, ELV
2B: CSG
Trägerrakete: 2A: Vega[1]
2B: Vega
Betriebsdauer: 7,25 + 4,75 Jahre (geplant)
Status: 2A: gestartet und im Orbit
2B: gestartet und im Orbit
Bahndaten
Umlaufzeit: 100,6 min[3]/100,4 min[4]
Bahnneigung: 98,6°/98,6°
Apogäumshöhe:  797/786 km
Perigäumshöhe:  795/784 km

Missionsverlauf

Sentinel-2A startete am 23. Juni 2015 im Raumfahrtzentrum Kourou mit einer Vega-Rakete.[1] Der Start von Sentinel-2B folgte am 7. März 2017, ebenfalls an Bord einer Vega-Rakete von Kourou.[2]

Missionsziele

Sentinel-2 soll als Fortsetzung von Landsat die systematische globale Gewinnung von multispektralen Erdbeobachtungsdaten durchführen.

Diese Daten umfassen die Beobachtung von Terrain- und Ozeanaufteilung, Binnengewässern und Flüssen sowie von Küsten. Es werden die Veränderungen der Landflächen und die Landnutzung im Allgemeinen überwacht. Ebenso werden Maßnahmen zur Landgewinnung und die Katastrophenhilfe unterstützt. Darüber hinaus stellt Sentinel-2 eine satellitengestützte Klimaüberwachung bereit.[7]

Weil die beiden Satelliten 2A und 2B um 180° versetzt auf der gleichen Umlaufbahn die Erde umkreisen, und durch die große Schwadbreite von 290 km, wird eine hohe temporale Abdeckung der Erdoberfläche erreicht.[8] So ist es möglich, dass der gesamte Planet, außer der Antarktis, alle 5 Tage überflogen und bei wolkenfreien Bedingungen vermessen/untersucht werden kann.[9]

Aufbau
Sentinel-2A in einer Vakuumkammer

Die beiden Sentinel-2-Satelliten sind identisch. Sie sind modular nach dem ECSS-Standard aufgebaut.

Sentinel-2 verfügt über ein multispektrales Aufnahmegerät (MSI). Es nutzt das Prinzip einer digitalen Zeilenkamera, welches ebenfalls beim SPOT-Programm eingesetzt wird. Zum Start-Zeitpunkt von Sentinel-2 war es das am weitesten entwickelte Gerät seiner Klasse.[9]

Das von der Erde und der Atmosphäre reflektierte Licht wird im MSI von einem Drei-Spiegel-Teleskop mit einem äquivalenten Gesamt-Durchmesser von 150 mm gesammelt. Das MSI verfügt über zwei Brennebenen und besitzt zwölf CMOS-Detektoren für VNIR (sichtbares und nahes Infrarotspektrum) und zwölf MCT-Detektoren für SWIR (kurzwelliges Infrarotspektrum). Die Detektoren sind staffelförmig angeordnet um die komplette Schwadbreite abzudecken. Ein dichroitischer Strahlen-Diffuser vollzieht die Teilung in 13 Spektralkanäle.[10]

Sentinel-2 navigiert mit einem dualen GPS-Empfänger und drei Sternenkameras (englisch star tracker). Ein Vorfeld-Diffuser für die radiometrische Kalibrierung soll die radiometrische Leistungsfähigkeit sicherstellen. Darüber hinaus verfügt Sentinel-2 über einen Schließmechanismus, um die Instrumente vor der direkten Sonneneinstrahlung (und vor der Kontamination beim Raketenstart) zu schützen. Dieser wird, zur Reduzierung der Masse, im Zusammenspiel mit einem Spektral-Diffuser auch zur Kalibrierung genutzt.[9][10]

Sentinel-2 verwendet ein Laser-System für die Übertragung der Daten per optischer Kommunikation, welches vom DLR betrieben wird. Die Daten werden an die geostationären Satelliten des European Data Relay System gesendet. Dies erlaubt die schnelle Übertragung von enormen Datenvolumina.[9]

Die Sentinel-2-Satelliten können bis zu zwei Wochen autonom und ohne Verbindung zur Bodenstation ihre Aufgaben ausführen.[9]

Spektralkanäle von Sentinel-2

Die Bilder werden in räumlichen Auflösungen von 10 oder 20 m pro Pixel in zehn Spektralkanälen im Wellenlängenbereich von 490 bis 2200 nm aufgenommen. Zusätzlich gibt es drei Spektralkanäle mit 60 m räumlicher Auflösung zur Messung der atmosphärischen Eigenschaften.[9][10][11]

Band Sentinel-2A Sentinel-2B Räumliche Auflösung (m) Verwendung
Mittlere Wellenlänge (nm) Bandbreite (nm) Mittlere Wellenlänge (nm) Bandbreite (nm)
1 442,7 20 442,2 20 60 Aerosole
2 492,7 65 492,1 65 10 Aerosole, Landnutzung, Vegetation
3 559,8 35 558,9 35 10 Landnutzung, Vegetation
4 664,6 30 664,9 31 10
5 704,1 14 703,8 15 20
6 740,5 14 739,1 13 20
7 782,8 19 779,7 19 20
8 832,8 105 832,9 104 10 Wasserdampf, Landnutzung, Vegetation
8a 864,7 21 864,0 21 20
9 945,1 19 943,2 20 60 Wasserdampf
10 1373,5 29 1376,9 29 60 Cirruswolken
11 1613,7 90 1610,4 94 20 Landnutzung, Vegetation
12 2202,4 174 2185,7 184 20 Aerosole, Landnutzung, Vegetation

Anwendung und Nutzungsrecht

Die Daten und Auswertung von Sentinel sind im Copernicus-Programm für jeden frei abrufbar.

Darüber hinaus hat die ESA im März 2016 ein Abkommen über die Datennutzung mit der NASA, NOAA und USGS getroffen. Diese Agenturen dürfen seitdem die Daten transferieren und in ihre bereits existierenden Datenbank-Systeme aufnehmen.[9]

Commons: Sentinel-2 – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise
  1. Cai Tore Philippsen: Der zweite Wächter ist auf seinem Posten. FAZ, 23. Juni 2015, abgerufen am 23. Juni 2015.
  2. Zulfikar Abbany: Der rasende Scanner: Erdbeobachtungssatellit Sentinel-2B gestartet. DW, 7. März 2017, abgerufen am 7. März 2017.
  3. Bahndaten von Sentinel-2A nach Sentinel 2A. N2YO, 8. März 2017, abgerufen am 8. März 2017 (englisch).
  4. Bahndaten von Sentinel-2B nach Sentinel 2B. N2YO, 8. März 2017, abgerufen am 8. März 2017 (englisch).
  5. Overview. Archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 3. November 2018; abgerufen am 13. Juni 2018 (englisch).  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.copernicus.eu
  6. Mission Objectives. ESA, 23. Juni 2015, abgerufen am 27. März 2016 (englisch).
  7. Mission Detail Sentinel-2. ESA, 23. Juni 2015, abgerufen am 27. März 2016 (englisch).
  8. ESA’s Sentinel satellites – Sentinel-2. (PDF; 298 kB) ESA, abgerufen am 12. April 2012 (englisch).
  9. Copernicus: Sentinel-2. ESA, 25. März 2016, abgerufen am 27. März 2016 (englisch).
  10. MultiSpectral Instrument (MSI) Overview. ESA, 23. Juni 2015, abgerufen am 21. Oktober 2018 (englisch).
  11. Sentinel-2. ESA’s Optical High-Resolution Mission for GMES Operational Services. (PDF von 7,8 MB) ESA, S. 9–14, abgerufen am 18. Dezember 2013 (englisch).
Satelliten und Raumsonden mit Beteiligung der ESA
Erfolgte Starts:

COS-B (1975) • GEOS 1 und 2 (1977, 1978) • OTS-1 und -2 (1977, 1978) • ISEE 2 (1977) • Meteosat (1977–1997) • IUE (1978) • Marecs A und B (1981, 1984) • Exosat (1983) • ECS (1983–1988) • Giotto (1985) • Olympus (1989) • Hipparcos (1989) • Hubble (1990) • Ulysses (1990–2009) • ERS 1 und 2 (1991, 1995) • EURECA (1992) • ISO (1995) • SOHO (1995) • EGNOS (1996–2014) • Huygens (1997) • XMM-Newton (1999) • Cluster (2000) • Artemis (2001) • Proba-1 (2001) • Envisat (2002) • MSG-1, -2, -3, -4 (2002, 2005, 2012, 2015) • Integral (2002) • Mars Express (2003) • Smart-1 (2003) • Double Star (2003) • Rosetta (2004) • CryoSat (2005) • SSETI Express (2005) • Venus Express (2005) • Galileo (2005–2021) • MetOp-A, -B und -C (2006, 2012, 2018) • Corot (2006) • GOCE (2009) • Herschel (2009) • Planck (2009) • Proba-2 (2009) • SMOS (2009) • CryoSat-2 (2010) • Hylas (2010) • Alphasat I-XL (2013) • Proba-V (2013) • Swarm (2013) • Gaia (2013) • Sentinel 1A/1B (2014, 2016) • Sentinel 2A/2B (2015, 2017) • LISA Pathfinder (2015) • Sentinel 3A/3B (2016, 2018) • ExoMars Trace Gas Orbiter (2016) • Schiaparelli (2016) • Sentinel-5P (2017) • ADM-Aeolus (2018) • BepiColombo (2018) • Cheops (2019) • Solar Orbiter (2020) • PhiSat-1 (2020) • Sentinel-6A (2020) • JWST (2021) • MTG-I1 (2022) • Juice (2023) • Euclid (2023) • Proba-V CC (2023) • Mantis und Intuition-1 (2023)
Geplante Starts:

Galileo (2024–?) • EarthCARE (2024) • AWS (2024) • Proba-3 (2024) • Hera (2024) • Biomass (2024) • MTG-S1, -I2, -I3, -S2, -I4 (2025–2036) • MetOp-SG (2025–2040) • Sentinel-6B (2025) • Smile (2025) • Flex (2025) • LEO-PNT (2025–2027) • Altius (2026) • Plato (2026) • Clearspace-1 (2026) • Lunar Pathfinder (2026) • Vigil (2027) • Forum (2027) • Genesis (2028) • Ariel (2029) • Comet Interceptor (2029) • EnVision (2031–2033) • Arrakhis (2030er) • Argonaut (2030er) • LISA (2035)

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ExoMars Rover (frühestens 2028)

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