Aufnahme aus dem All - Instrument DESIS liefert hyperspektrales Bild der Stadt Jena

DESIS-Spektralaufnahme von Jena aus einer Höhe von ca. 400 km.
© DLR

DESIS-Spektralaufnahme von Jena aus einer Höhe von ca. 400 km.

Komplettes optisches System des Spektrometers.
© Fraunhofer IOF

Komplettes optisches System des Spektrometers.

Metallspiegel für das DESIS-Instrument: Freiformspiegel für das Spektrometer (links) und Doppelspiegel für das Teleskop (rechts).
© Fraunhofer IOF

Metallspiegel für das DESIS-Instrument: Freiformspiegel für das Spektrometer (links) und Doppelspiegel für das Teleskop (rechts).

Mit dem DLR-Instrument »Earth Sensing Imaging Spectrometer« (kurz: DESIS) wird die Erde seit Sommer 2018 von der Internationalen Raumstation ISS mit einer Hyperspektraloptik aus 235 spektralen Kanälen beobachtet. So können wichtige Daten, z. B. über die Umwelt und zur Ressourcennutzung gesammelt werden. Nun erreichte das Fraunhofer IOF eine besonders erfreuliche Aufnahme: Ein hyperspektral aufgenommenes Bild der Saalestadt Jena. Das Bild wurde am 18. Februar 2019 aus einer Höhe von rund 400 Kilometern aufgenommen und zeigt die Region rund um Jena in einer RGB-Farbkombination.

Dass die Übertragung des Bildes so lange gedauert hat, liegt daran, dass sich das Messinstrument noch in der »Commissioning Phase« befindet und die Einstellungen erst kalibriert werden. Zudem musste das Gerät aufgrund der extrem kalten Außerntemperatur an der ISS – bis zu minus 100 Grad Celsius – langsam „erwärmt“ werden. Erst nach und nach wurden alle Systeme eingeschaltet, um zu gewährleisten, dass die Funktionen von DESIS nach dessen Installation an der Multi-Plattform MUSES der ISS (Multi-User-System for Earth Sensing), erhalten bleiben.

Per WLAN wurden die Aufnahmen zunächst von der Multi-Plattform MUSES der ISS (Multi-User-System for Earth Sensing) an die Empfangsstation der ISS und von dort aus an die Erde gesendet. Die geoinformatische Auswertung der DESIS-Bilder erfolgt im Earth Observation Center (EOC) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt in Oberpfaffenhofen, das für den Empfang der Daten, deren Prozessierung und Übertragung in Anwendungen zuständig ist.

 

Über des Instrument DESIS

 

Das abbildende Spektrometer DESIS ist in der Lage, Landoberflächen, Ozeane und Atmosphären in einer hohen Genauigkeit abzubilden. Im Gegensatz zu herkömmlichen satellitengebundenen Spektrometern verfügt DESIS über eine hohe Anzahl spektraler Kanäle im Bereich von 400 bis 1.000 Nanometer. Das Instrument zeichnet hyperspektrale Daten in 235 Kanälen mit einer spektralen Bandbreite von 2,5 Nanometer auf und deckt das sichtbare bis nahe-infrarote Spektrum ab.

Die Optik wurde am Fraunhofer IOF in Jena gefertigt. Bei dem abteilungsübergreifenden Großprojekt arbeiteten über 18 Monate lang mehr als 12 Fraunhofer IOF-Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen an der Entwicklung des optischen Systems, bestehend aus Teleskop und Spektrometer. Das optische System wurde in Kooperation mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Optische Sensorsysteme angefertigt.

Für die nächsten vier bis sechs Jahre soll das Spektrometer rund um die Uhr unseren Planeten beobachten und dabei z. B. Informationen über den Zustand von Waldflächen, den Reifegrad von Pflanzen oder die Wasserqualität von Meeren und Seen liefern.