Sentinel-5P wird auf einem Rockot launcher vom Plesetask Cosmodrom in Nordrussland in seine Umlaufbahn befördert. Der Satellit umkreist die Erde in 824 Kilometer Höhe
ESA/ATG medialab
Bild: ESA/ATG medialab

- Vom Satelliten zum GFZ: Big Data in der Wissenschaft

Jeder sammelt Daten, und zwar unvorstellbar viele. Das gilt nicht nur für Facebook, Google und Co., sondern auch in der Wissenschaft. Das wissen auch die Forscher vom Geoforschungszentrum Potsdam. Sie nutzen die Daten des Erdbeobachtungsprogamms Copernicus, die von der europäischen Raumfahrtbehörde ESA bereitgestellt werden. Dessen Satelliten nehmen täglich Unmengen an Daten auf, wie Inforadio-Wissenschaftsautorin Kira Schacht von der Potsdamer Forscherin Saskia Förster erfahren hat.

"Von den Sentinels 1, 2 und 3 haben wir ein tägliches Datenvolumen von 20 Terabyte, die da runtergefunkt werden zur Erde. Jeden Tag." 20 Terabyte, das sind etwa 40.000 Handybilder oder 10 Kilometer aneinandergereihter Bibeln. Dr. Saskia Förster ist Wissenschaftlerin am Geoforschungszentrum in Potsdam. Und die Sentinels, zu Deutsch "Wächter", sind Satelliten die für das europäische Projekt Copernicus die Erde beobachten. So wollen Wissenschaftler und Behörden zum Beispiel mehr darüber erfahren, wie grün die Erdoberfläche ist, oder bei Naturkatastrophen die Lage vor Ort besser einschätzen. Saskia Förster: "Es ist gar nicht lange her, vielleicht erinnern sich einige an das Erdbeben im Iran vor ein paar Wochen in der Nähe von Kermanschah und dort haben wir konkret die Auswirkungen des Erdbebens beobachtet mit Sentineldaten."

In solchen Notfällen können die Bilder innerhalb weniger Stunden fertig zur Verfügung stehen. Das ist nicht selbstverständlich, denn die riesigen Satellitenaufnahmen müssen erst einmal verarbeitet werden. Saskia Förster: "Also am Beispiel von Sentinel-2, hier erfolgt die Aufnahme am späten Vormittag, wird dann zum Bodensegment gefunkt, dort vorverarbeitet, auf dem Sentinel Datenportal  zur Verfügung gestellt, wir laden die Daten hier runter, prozessieren sie weiter, und es dauert ungefähr einen Tag zwischen der Aufnahme durch den Satelliten bis wir die Daten hier vorprozessiert vorliegen haben."

Alle Daten der Sentinel-Satelliten, sowohl die Rohdaten als auch die vom GFZ gesäuberten, veröffentlicht die Europäische Raumfahrtbehörde ESA kostenlos im Netz. Der Andrang ist groß: Immer mehr Nutzer laden die immer größeren Datenmengen herunter. Eine große Herausforderung für alle. Saskia Förster: "Für die Arbeit und das Umgehen mit solch großen Datenmengen ist es wichtig, dass man zum einen die Rechnerkapazitäten hat, zum anderen aber auch dass man Auswertemethoden entwickelt, die für solche großen Datenmengen angepasst sind."

Da muss einiges automatisch ablaufen. Algorithmen erkennen etwa wolkenverhangene Gebiete und filtern sie heraus. So entsteht ein wolkenfreies Puzzlebild. Ein einzelner Computer reicht für solche Berechnungen häufig nicht aus. Deshalb hat das GFZ leistungsstarke Rechencluster angeschafft und baut Leistung und Speicherplatz ständig aus. Denn die Daten werden nicht weniger: Bis mindestens 2030, wenn möglich noch länger, sollen die Sentinel-Satelliten im All Wache halten. Für Saskia Förster ist das Projekt eine Revolution in der Erdbeobachtung: "Ich denke dass das Copernicus-Programm einen ungeheuren Datenschatz liefern wird und viele Informationen, die wir heute noch nicht so vorliegen haben."

Dadurch können Regierungen weltweit schneller auf Katastrophen reagieren. Land- und Forstwirte in Zukunft genauer erkennen, wie es ihren Ländereien ergeht. Und Umweltorganisationen an den neuesten Satellitendaten ablesen, wie es um den Naturschutz in ihrem Land bestellt ist.

Sendung

Der Roboter I2D2s mit seinem Erfinder Christoph Hocke (Bild: dpa)
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Was ist wissenswert in Naturwissenschaft und Technik? Auf diese und andere Fragestellungen rund um Wissenschaft und Forschung geben Thomas Prinzler und  Kollegen Antworten.