Biros erfolgreich gestartet: Ein Satellit aus Berlin soll Brände aufspüren

Ein Blitzschlag, Funkenflug, mitunter Brandstiftung – jeden Tag entstehen hunderte Brände in den Wäldern und Graslandschaften der Erde. Je größer sie sind, desto schwerer sind sie unter Kontrolle zu bringen. Daher ist es wichtig, sie möglichst schnell zu erfassen. In dicht besiedelten Regionen wie Deutschland, wo ein Feuer von Passanten oder optischen Überwachungssystemen rasch erkannt wird, rückt die Feuerwehr entsprechend schnell aus. In abgeschiedenen Regionen dagegen sind Satelliten am besten geeignet, Brände aufzuspüren.

Diese Technik wird unter anderem am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin-Adlershof entwickelt. Am Mittwochmorgen startete an Bord einer indischen Rakete der nächste Feuerspäher in den Weltraum: „Biros“, so der Name des Satelliten, steht für „Berlin Infrared Optical System“. Das heißt so viel wie „Infrarotkamera aus Berlin“. Zumindest was die Kameratechnik betrifft, ist Biros baugleich mit dem Vorgänger „Tet“ (Technologie-Erprobungsträger), der seit 2012 die Erde umkreist. Aber so, wie zwei Augen mehr sehen als eines, sehen auch zwei Satelliten mehr als einer. Und vor allem früher, was bei der Branderkennung einen Zeitvorsprung verschafft.

Eine indische Rakete bringt Biros ins All

Das liegt an der Geometrie. Da die Erde rund ist und Satelliten nur ein begrenztes Blickfeld haben, gibt es zwangsläufig große Areale, wo die Späher gerade nicht hinschauen. Je mehr eingesetzt werden, umso häufiger kann eine Region überflogen werden, umso schneller können Naturgefahren wie Feuer erkannt und analysiert werden. Zwei Satelliten sind nicht viel. „Aber wir können Biros so steuern, dass ein bestimmtes Gebiet einmal täglich von den Kameras in den Blick genommen wird“, sagt Eckehard Lorenz vom DLR. Der Satellit lasse sich bis zu 30 Grad zur Seite neigen, damit die Kamera Landstriche erfassen kann, die nicht senkrecht unter ihm liegen.

Die beiden Satelliten aus Adlershof sind nicht die einzigen, die Brände aufspüren können. Auch die Nasa hat zwei Satelliten im Einsatz. Aqua und Terra verfügen über ein Instrument, das Wärmequellen erfasst. Doch es arbeitet mit einem vergleichsweise groben Raster: Ein mal ein Kilometer auf dem Erdboden sind die Messzellen groß. Tet und Biros haben eine Auflösung von rund 150 mal 150 Metern, berichtet Lorenz. Sie können kleinere Feuer schneller finden. Zudem erfassen die Satelliten Signale mit etwas anderen Wellenlängen, so dass sie besser durch Rauch und Wolken hindurchschauen können als Aqua und Terra. Das zeigen Aufnahmen, die Tet im letzten Herbst von Indonesien gemacht hat, als dort schwere Brände wüteten.

Die Schwäche: Der Datenspeicher ist knapp bemessen

Die Infrarotkameras ermöglichen nicht nur, Feuer rasch zu identifizieren. Sie ermitteln auch die abgestrahlte Energie. Fachleute nutzen die Daten, um die Art des Brandes – energiearmer Moorschwelbrand oder „heißer“ Vegetationsbrand – festzulegen. Darüber hinaus helfen die Messungen dabei, die Folgen der Brände für das Klima zu berechnen.

Biros und Tet haben aber auch Schwächen. Zum einen ist der Speicher knapp bemessen. „Je nach Kameraeinstellung können wir bei einem 90-minütigem Orbit bis zu zehn Minuten Daten aufzeichnen“, sagt Lorenz. Mehr zu speichern würde wenig nützen, denn die Daten müssen hinab zur Bodenstation geschickt werden. Die bisherige Funkverbindung ist dabei rasch ausgelastet. Biros werde allerdings zusätzlich eine Datenübertragung per Laser testen, berichtet der DLR-Forscher. Damit ließen sich bis zu 500 Mal so viele Bits zum Boden senden.

Noch besser wäre es allerdings, wenn es bald einen weiteren Satelliten gäbe, der zusätzlich zu den bestehenden die Oberfläche nach Bränden absucht. Eine angestrebte Kooperation mit Mexiko hat sich zerschlagen, berichtet Lorenz. Nun fehlt das Geld.

Immer mehr Siedlungen in feueranfälligen Regionen

Der Bedarf ist da. Fachleute rechnen damit, dass im Zuge des Klimawandels das Brandrisiko steigt, weil es wärmer und oft trockener wird. So zeigen Simulationen, dass es vor allem in Amerika, Südeuropa und Zentralasien mehr Flächenbrände geben sollte.

In der Praxis ist das Bild jedoch etwas anders, wie Almut Arneth vom Karlsruher Institut für Technologie und Kollegen feststellen. Für eine Studie, die kürzlich in „Nature Climate Change“ erschienen ist, haben sie Satellitenbilder seit 1997 ausgewertet und festgestellt, dass in weiten Teilen der Welt die Größe der verbrannten Flächen eher abgenommen hat.

Die Wissenschaftler vermuten, dass das an den Menschen liegt. Sie unterdrücken Flächenbrände weitestgehend, indem sie löschen oder weil sie die Landschaft „fragmentiert“ haben. So bremsen etwa Straßen oder Felder die Ausbreitung von Waldbränden, argumentieren die Forscher. Ihr Fazit: Mit steigender Bevölkerungsdichte nimmt die Anzahl der Flächenbrände ab. Arneth und Kollegen warnen vor der Schlussfolgerung, dass das Brandrisiko insgesamt falle. Denn es würden immer mehr Siedlungen in feueranfälligen Regionen errichtet. Aufgrund der steigenden Bevölkerungsdichte ist dort eher mit Feuer zu rechnen.