Die Raumsonde der ESA beobachtet und vermisst den Mars mit stereoskopischen Kameras und anderen Instrumenten

Mars Express ist die erste Mission der ESA zum Mars, die in nur wenigen Jahren konzipiert und auf Basis der technischen Plattform der Rosetta-Mission auf den Weg gebracht wurde. 2003 erfolgte der Start und seit 2004 umkreist die Sonde den roten Planeten und liefert wichtige Daten, die bereits jetzt zu vielen neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen und Entdeckungen geführt haben, die zur Suche nach Leben auf dem Planeten beitragen.

Besonders die hochauflösenden Stereobilder der HRSC-Kamera und die Bodenuntersuchungen des MARSIS-Radar-Instruments haben Aufmerksamkeit erregt und einen neuen Blick auf den der Erde so ähnlichen Himmelskörper erschlossen.

Die ESA-Mission zur Venus

Die Venus ist trotz ihrer Nähe zur Erde ein vergleichsweise wenig erforschter Planet, der die Wissenschaft aber trotzdem vor große Fragen und die Raumfahrt vor große Herausforderungen stellt: die extreme Atmosphäre des Planeten verspricht Erkenntnisse in der Klimaforschung und macht jede Annäherung eines Raumfahrzeugs zu einem riskanten Manöver.

Um die wissenschaftliche Erkundung voranzubringen hat die ESA 2005 die Mission Venus Express gestartet, um mit einer Vielzahl an Instrumenten neue Daten und Erkenntnisse zu gewinnen. Venus Express baut auf  für die Missionen Rosetta und Mars Express entwickelten Technologien auf und konnte daher in Rekordzeit auf die Beine gestellt werden: nur drei Jahre vergingen von der ersten Planung bis zum Start der Mission, die seit 2006 erfolgreich die Venus umrundet.

Die ESA-Mission zum Merkur ist derzeit unterwegs und wird bald den Planeten neu erkunden

Der Merkur hat im Vergleich zu anderen Planeten bislang eher selten Besuch von der Menschheit erhalten. Die Gründe dafür sind offensichtlich: die Nähe des Himmelskörpers zur Sonne stellt die Raumfahrt vor große Herausforderungen, da ihre Hitze und Gravitation einen Anflug zu einer kniffligen Angelegenheit machen.

Trotzdem befinden sind die Vorbereitungen der ESA für die nächste Merkur-Mission BepiColombo auf der Zielgeraden, denn im August 2015 soll der Doppelsatellit (in Zusammenarbeit mit der japanischen Raumfahrtagentur JAXA) sich auf den langen Weg machen, um ab Januar 2022 den Merkur mit den modernsten Instrumenten zu untersuchen.

Das Copernicus/GMES-Programm der ESA will die Erdbeobachtung revolutionieren

Die Erdbeobachtung ist heutzutage eine der wichtigsten Aufgaben der Raumfahrt, ist sie doch die Basis der Umweltforschung als auch zunehmend entscheidende Informationsquelle für die Landwirtschaft und viele andere Anwendungen hinaus. Mit GMES steht jetzt ein ganz neues Konzept der Erdbeobachtung an, in das die gesammelte Erfahrung der letzten Jahrzehnte eingeflossen ist und das demnächst mit dem Start des ersten Sentinel-Satelliten seinen offiziellen Beginn einleitet.

Neben der schnell zu schließenden Lücke in der Versorgung der wissenschaftlichen Forschung mit umfangreichen Messdaten, die durch das Missionsende des Envisat entstanden ist, öffnet GMES auch vollständig neue Anwendungsbereiche. Mehr als nur die Forschung soll auch die Gesellschaft und Wirtschaft von einer kontinuierlichen Versorgung zahlreicher Datenströme profitieren. Dabei geht GMES auch in der Zugänglichkeit der Daten selbst neue Wege und setzt erstmalig auf ein komplett freien Zugang.

Der Satellit ENVISAT hat in seiner zehnjährigen Betriebszeit die Erdbeobachtung nachhaltig beeinflusst

Der Erdbeobachtungssatellit Envisat war nicht nur einer der größten seiner Art, er war auch ein Tausendsassa in seiner Disziplin. In seiner zehnjährigen Betriebsphase - doppelt so lang wie ursprünglich geplant -  hat er die Erdbeobachtung maßgeblich geprägt und für vollkommen neue Forschungsfelder und Nutzungen erschlossen.

Durch Envisat konnte erstmals ein umfangreiches Bild der Erde geschaffen werden und es wurde die Grundlage für die moderne Umweltforschung gelegt: Ozeanverschmutzung,  Tropenwaldabholzung oder die Luftverschmutzung durch die Industrie - die hochentwickelten Instrumente an Bord des Satelliten lieferten vollkommen neue Einblicke in die globalen Auswirkungen unserer modernen Zivilisation.

Doch auch für die Vermessung der Erde und die wissenschaftliche Forschung im Allgemeinen war Envisat ein Durchbruch, konnte man mit ihm nun beobachten, wie sich Städte durch den U-Bahn-Bau um Zentimeter absenkten und ganze Länder durch Erdbeben um Meter verschoben. Envisat konnte Vulkanen beim "Atmen" zuschauen und erlaubte die Beobachtung des Ozonlochs. Die hohe Qualität der Daten eröffnete auch schrittweise den Weg von der wissenschaftlichen Forschung hin zu einer wissenschaftlichen Dienstleistung für die Welt.

Die Vermessung des Gravitationsfelds der Erde

Die Vermessung der Welt ist keine leichte Aufgabe, da es sich bei der Erde um ein Objekt permanenter Bewegung handelt. Flüssiges Magma im Inneren und schwimmende Kontinente auf dem Erdmantel formen die Gestalt der Erde und bestimmen das Erdschwerefeld, das sich unregelmäßig über den Planeten verteilt.

Dieses Gravitationsfeld allgemeingültig und mit einer bisher unerreichten Präzision zu vermessen ist die Aufgabe der Mission GOCE. Für den Satelliten wurde ein neuartiges Gravitations-Gradiometer zur Messung des Schwerefelds entwickelt und durch den Einsatz eines Ionenantriebs eine bisher unerreichte Bahnstabilität erreicht. Die Ergebnisse der Mission sind die Grundlage eines neuen geodätischen Referenzmodells auf dessen Basis andere Erdbeobachtungskonzepte miteinander kombiniert werden können.

Im Gespräch mit Tim Pritlove erläutert Prof. Reiner Rummel von der Technischen Universität München einerseits die Geschichte der Geodäsie, die Technik des Satelliten und die Aufgabenstellung der Mission und andererseits die Bedeutung der Messergebnisse für die Wissenschaft und die Gesellschaft. Dabei geht es auch um mögliche Auswirkungen von GOCE auf künftige Fernerkundungsmissionen zu Planeten und anderen Himmelskörpern.