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MERLIN: Methan-Emissionsmessungen zur Klimaforschung dank Spitzenradartechnologie

Während der Luftfahrtmesse in Paris-Le Bourget vom 19. bis 25. Juni 2017 hat die französische Raumfahrtbehörde (CNES), in Zusammenarbeit mit dem deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), dem Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT), Airbus Defence and Space, TESAT Spacecom und der europäischen Weltraumorganisation (ESA), ein Projekt zur Überwachung des Treibhausgases Methan dank einer neu entwickelten Lasertechnik vorgestellt.


2021 soll der mit einem Licht-Radar (LIDAR) ausgestattete Kleinsatellit MERLIN (Methane Remote Sensing LIDAR-Mission) die weltweiten Methan-Emissionen zu hochwertigen Kartierungszwecken messen. Die Aufgabe des Radars besteht darin, Lichtpulse in die Atmosphäre zu schicken und in dem vom Erdboden zurückgestreuten Licht die Methankonzentration zu bestimmen. Das für diese Aufgabe entwickelte Material soll die Anforderungen einer Luftraummission erfüllen, d.h. z.B. Vibrationen und thermischen Wechsellasten standhalten und drei Jahre störungsfrei laufen.

 

Bisher wurde die Methankonzentration vom europäischen Umweltsatelliten ENVISAT und dem japanischen Satelliten GOSAT beobachtet. Beide arbeiten mit so genannten “passiven” Instrumenten. Das heißt, sie nutzen das vom Erdboden zurückgestreute Sonnenlicht, um den Spurengasgehalt wie Methan in der Atmosphäre zu messen. Sie sind somit auf Tageslicht angewiesen und liefern nur bei klarem Himmel optimale Messwerte. Auf MERLIN kommt hingegen ein “aktives” LIDAR-Instrument zum Einsatz. Es verfügt über eine eigene “Beleuchtung” (den Laser) und kann somit auch bei Nacht oder selbst durch dünne Zirruswolken hindurch messen. Zur Messung der Konzentration eines bestimmten Spurengases werden Lichtpulse in zwei nah beieinander liegenden Wellenlängen ausgesandt. Die eine Wellenlänge wird von dem gesuchten Spurengas absorbiert (Lambda-on), die andere nicht (Lambda-off). Aus der Differenz der beiden vom Erdboden zurückgestreuten Signale kann die Methankonzentration sehr genau bestimmt werden.

Ziel ist es, umfangreichere Erkenntnisse über das Treibhausgas Methan in der Atmosphäre zu gewinnen, vor allem in schlecht abgedeckten Regionen wie der Arktis, Eurasien und den Tropen. Die Messungen tragen ebenfalls zu einem besseren Verständnis der Klimaerwärmung in Polargebieten und ihrer Auswirkungen bei und ermöglichen eine hochwertige Kartierung der Tropen, die hohe Methan-Mengen ausstoßen (92-200 Tonnen der jährlich 500 Tonnen ausgestoßenen Menge).

Nach der Klimakonferenz (COP15) in Kopenhagen (2009) wurde das deutsch-französische Projekt MERLIN auf der deutsch-französischen Ministerratskonferenz im Februar 2010 beschlossen und mit einem Gesamtbudget in Höhe von 200 Mio. Euro von beiden Ländern ausgestattet. Merlin ist eine Ergänzung zu anderen weltraumgestützten Forschungsprogrammen, u.a. japanischen und chinesischen.

 

Quellen:

ꞌꞌL’agence spatiale française s’attaque au réchauffement climatiqueꞌꞌ, Artikel aus Le Monde, 21.06.2017 –  http://www.lemonde.fr/planete/article/2017/06/21/l-agence-spatiale-francaise-s-attaque-au-rechauffement-climatique_5148880_3244.html#Tog06mQOxWYswbkm.99

“MERLIN – Die deutsch-französische Klimamission”, http://www.dlr.de/rd/desktopdefault.aspx/tabid-2440/3586_read-31672/

ꞌꞌRobuste Lasertechnik für Umwelt-Satellitenꞌꞌ, Pressemitteilung des ILT, 28.04.2017 –  https://www.ilt.fraunhofer.de/de/presse/pressemitteilungen/pm2017/pressemitteilung-28-04-2017.html

 

Redakteur: Luc Massat, luc.massat@diplomatie.gouv.fr