Satellit misst das "Lungenvolumen" der Wälder

Ein neuer ESA-Satellit soll die weltweite Waldbiomasse erstmals präzise bestimmen. Die Mission Biomass liefert Daten zum Kohlenstoffspeicher Wald, zum Klimawandel und stärkt ganz nebenbei die deutsche Spitzenrolle in der Radartechnologie.

Wälder bedecken mit 40,6 Millionen Quadratkilometern fast ein Drittel der eisfreien Landfläche unserer Erde. Sie produzieren lebenswichtigen Sauerstoff und werden nicht umsonst die "grüne Lunge" des Planeten genannt. Bislang gibt es allerdings nur Schätzungen, wie viel Waldbiomasse weltweit vorhanden ist. Und: Wie gesund ist dieses ökologische Organ, das unser Überleben sichert?

Um diese Frage zu beantworten, startete am 29. April 2025 eine Vega-C-Rakete vom Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana. Im Rahmen der europäischen Mission Biomass wird sie erstmals das Volumen des wichtigen Kohlenstoffspeichers Wald hochgenau bestimmen und damit auch ein detailliertes Bild über den Gesundheitszustand unserer Wälder liefern – ein elementarer Beitrag, um die globale Erwärmung genau zu berechnen, die Folgen des Klimawandels vorherzusagen und geeignete Gegenmaßnahmen zu ergreifen.

"Lungenvolumen-Detektor" aus Deutschland

Biomass ist die siebte Earth Explorer Mission im FutureEO-Programm der ESA, das neue Technologien für die Erdbeobachtung voranbringen soll. Deutschland ist mit über 20 Prozent beteiligt, koordiniert durch die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR. Herzstück der Mission ist ein in Friedrichshafen bei Airbus Defence and Space entwickeltes P-Band Synthetic Aperture Radar. "Ein weiterer Beweis dafür, dass Deutschland im Bereich der Radartechnologie eine weltweit führende Rolle einnimmt", erklärt Dr. Walther Pelzer, DLR-Vorstand und Generaldirektor der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR.

Das Radarinstrument wird die Wald-Biomasse, den gespeicherten Kohlenstoff und dessen Verteilung erfassen. Alle sieben Monate entstehen damit globale Karten der Waldbiomasse und Baumhöhen – essenziell für Klimaforschung und internationale Abkommen. Das DLR-Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme führte Testkampagnen durch, entwickelte den Prototypen des Radardatenprozessors und wird die Kalibrierung der Mission begleiten.

"Die Wälder der Erde sind entscheidend für das Klima, die Artenvielfalt und nicht zuletzt für die Zukunft der Menschheit. Deshalb ist es von großer Bedeutung, nicht nur ihren gegenwärtigen Zustand zu erfassen, sondern diesen auch in die Zukunft zu projizieren. Das ist nicht einfach, denn die Wälder stehen heute unter enormem Druck, beispielsweise durch Abholzung, Brände und den Klimawandel", erklärt Konstantinos Papathanassiou vom DLR. Und: "Die Mission Biomass ermöglicht es erstmals, die 3D-Struktur von Wäldern und damit die räumliche Verteilung ihrer Biomasse zu bestimmen sowie auch ihre räumliche Komplexität und Vielfalt zu erfassen."

Für die Entwicklung und Validierung der Algorithmen waren Messkampagnen mit dem Forschungsflugzeug Dornier DO 228-212 entscheidend. Unter anderem in Gabun wurden mit dem flugzeuggestützten Radarsystem tomographische Datensätze erstellt, die später die Satellitendaten ergänzen. Damit hat das DLR wesentlich dazu beigetragen, dass die Mission wissenschaftlich belastbare Daten liefern kann.

Wälder als globale Kohlenstoffspeicher

Wichtig ist das allemal, sogar existenziell. Denn: Bäume binden enorme Mengen an Kohlenstoff, indem sie CO₂ aus der Luft aufnehmen und in Holz umwandeln. Werden diese Wälder abgeholzt oder fallen Bränden zum Opfer, gelangen riesige Mengen CO₂ in die Atmosphäre. Biomass soll daher nicht nur tropische Regenwälder, sondern auch boreale Wälder auf der Nordhalbkugel erfassen. Die gewonnenen Daten werden zudem für die Beobachtung der Ionosphäre, der Gletscher und Eiskappen sowie unterirdischer Strukturen in Wüstengebieten nutzbar sein.

Deutschland spielt bei dieser Mission eine zentrale Rolle: Airbus Defence and Space entwickelte das Radarinstrument, die DSI GmbH baute die Payload Data Handling Unit, OHB System AG arbeitete an der Plattformstruktur, Tesat Spacecom entwickelte Kommunikationssysteme und Bauteile, weitere Unternehmen wie HPS, SpaceTech und RST Rostock ergänzten das Gesamtprojekt.

Auch das Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena ist mit einem Projektbüro eingebunden, das die wissenschaftliche Nutzung koordiniert. Damit ist Biomass nicht nur ein bedeutender Beitrag zum Klimaschutz, sondern auch ein Aushängeschild für europäische und deutsche Raumfahrttechnologie.