Satelliten wissen, wann eine Kuh rülpst und wann Sie Diesel tanken

Der Kampf gegen Treibhausgase und Kohlenstoffemissionen von der Erde hat dank des kanadischen Unternehmens GHGSat, das kürzlich den weltweit ersten kommerziellen Satelliten zur Überwachung von Kohlenstoffdioxid aus dem Orbit gestartet hat und behauptet, er werde „das Spiel verändern“, in den Orbit verlagert. Der Satellit mit dem Namen Vanguard, wird in der Lage sein, Emissionen von einzelnen Kohle- und Gaskraftwerken, großen Ölraffinerien, Stahlwerken und anderen Industrieanlagen, die die Umwelt verschmutzen, zu erkennen. Der CEO von GHGSat, Stephane Germain, fügt Aluminiumhütten, Zementfabriken und natürlich thermische Kraftwerke zur Liste hinzu.

Obwohl es bereits mehrere Missionen von nationalen Raumfahrtbehörden gibt, die CO2 überwachen, ist Vanguard der erste kommerzielle Satellit, der diese heilige Pflicht erfüllt. Neben ihm hat NASA ihre Orbiting Carbon Observatories, Japan führt seine GoSat-Mission und China hat TanSat, das ebenfalls CO2 misst, aber so wie es jetzt aussieht, spielt es im Leben der Chinesen keine bedeutende Rolle. Die genannten Satelliten überwachen jedoch nicht einzelne Emittenten, wie es Vanguard tun wird, sondern konzentrieren sich auf große Flächen und Variationen von Kohlenstoffdioxid in der Atmosphäre.

Methan-Anfänge

Dies ist nicht der erste Satellit, der von dem kanadischen Unternehmen GHGSat in den Orbit gebracht wurde. Gegründet im Jahr 2011, betreibt GHGSat derzeit eine Flotte von sechs Satelliten, die das potenter, aber weniger verbreitete Treibhausgas – Methan. Sein erster Satellit, genannt Claire, wurde 2016 gestartet und hat seitdem mehrfach Schlagzeilen gemacht, indem er sich einen Ruf für seine revolutionäre Fähigkeit erarbeitet hat, Methanlecks aus Pipelines, verborgene Emissionen von Deponien und mehr zu erkennen. Tatsächlich haben seine Satelliten bereits gute Arbeit geleistet, indem sie ein großes Methanleck aus Gasfeldern in Turkmenistan und russischen Kohlenminen erkannt haben, und sie haben mehrfach signifikante Lecks oder Emissionen von Methan aus verschiedenen globalen Deponien aufgezeichnet. An einem Punkt prahlte er sogar, dass er Kühe beim Rülpsen sehen könnte, d.h. das Methan, das Kühe auf diese Weise ausstoßen.

Vanguard wurde am SpaceX’s ‚Transporter 9‘ Mitfahrmission am Samstag, den 11. November, gestartet, zusammen mit zwei neuen Satelliten zur Überwachung von Methan in der GHGSat-Konstellation. Er wird die Erde in einer Höhe von 500 Kilometern umkreisen und jeden Punkt auf dem Planeten alle zwei Wochen erfassen. Der Satellit verwendet ein neues innovatives Instrument, das von dem Unternehmen selbst entwickelt wurde und das es „Weitwinkel-Fabry-Pérot-Interferometer zur Erkennung und Quantifizierung von Emissionen des häufigsten Treibhausgases, Kohlenstoffdioxid“ genannt hat.

Tägliche Daten

Germain erklärte, dass das Instrument „die Anwesenheit von Treibhausgasen erkennt, indem es ein einzigartiges Muster der Lichtabsorption aus einer Luftsäule über jedem Punkt auf der Erde analysiert“.

– Jedes chemische Molekül absorbiert Licht unterschiedlich, und durch die Analyse der Messungen können Forscher die Anwesenheit erkennen und die Menge des spezifischen Gases quantifizieren, an dem sie interessiert sind. Wir suchen nach sehr spezifischen Absorptionslinien. Die Menge des Gases in der Atmosphäre ist dann proportional zur Menge der Lichtabsorption bei diesen spezifischen Wellenlängen. So können wir die Konzentration von Kohlenstoffdioxid in jedem Pixel unseres Sichtfeldes quantifizieren – sagte Germain.

Da die Konzentrationen von Kohlenstoffdioxid in der Erdatmosphäre insgesamt viel höher sind als die Konzentrationen von Methan, hatten andere Satelliten zuvor Schwierigkeiten, einzelne menschliche Quellen des häufigsten Treibhausgases zu erkennen. Im Januar dieses Jahres gelang es Forschern, die Daten von NASAs Orbiting Carbon Observatory 2 (OCO-2) verwendeten, Schwankungen der Kohlenstoffdioxidemissionen zu messen, die von dem größten Kohlekraftwerk in Europa produziert wurden. Durch die Analyse von Messungen, die während mehrerer OCO-Pässe über das größte Kohlekraftwerk in Europa, das Kraftwerk Bełchatów in Polen, durchgeführt wurden, konnten die Forscher Schwankungen erkennen, die mit der Stilllegung und Aufrüstung einzelner Einheiten des Kraftwerks verbunden waren. Der neue Satellit von GHGSat wird jedoch solche Messungen und Daten täglich bereitstellen.

– Wir haben ein Sichtfeld von 12 x 12 Kilometern, wo Sie über eine Million Pixel haben. Wir quantifizieren die Konzentration in jedem Feld, und wenn wir hohe Konzentrationen an einem bestimmten Ort sehen, wissen wir, dass dort eine Quelle vorhanden ist – erklärte Germain.

Wer kauft die Daten

Durch den Vergleich von Daten mit visuellen Bildern desselben Standorts können Forscher jede einzelne Quelle von Kohlenstoffemissionen genau identifizieren. Der Erdbeobachtungsberater bei TerraWatch Space, Aravind Ravichandran, sagte, dass, während die Technologie von GHGSat revolutionär ist, die Nachfrage nach seinen Raum-Messungen von Kohlenstoffdioxid möglicherweise geringer ist als nach Methan. Für das Portal Space.com erklärte er, dass es „relativ weniger verheerend im Vergleich zu Methan ist, das tatsächlich der heilige Gral ist“.

– Wir kennen die meisten unserer Quellen von Kohlenstoffdioxid. Daher ist es im Gegensatz zu Methan, das neue Informationen darüber liefert, wo die Quellen sind, bei Kohlenstoffdioxid eine Frage der Verifizierung großer Emissionen – merkt Ravichandran an.

Germain bestätigt, dass das primäre Interesse von GHGSat an Methan durch das Fehlen anderer Optionen zur Erkennung von Gaslecks im globalen Maßstab motiviert war.

– Es gab einen klaren, dringenden kommerziellen Bedarf, Methanemissionen überall auf der Welt zu überwachen. Ein großer Teil der Methanemissionen sind das, was wir flüchtige Emissionen nennen, was bedeutet, dass Sie nicht unbedingt wissen, wo und wann sie auftreten werden. Daher sind Satelliten ideal für eine solche Art der Nutzung – betonte Germain.

GHGSat betreibt derzeit eine Konstellation von neun Satelliten zur Überwachung von Methan und verkauft seine Daten an Öl- und Gasunternehmen, die ihren Kohlenstoff-Fußabdruck reduzieren möchten, sowie an Regierungsbehörden, die an der Überwachung von Verschmutzern auf der ganzen Welt interessiert sind. Regulierungsbehörden sind die wahrscheinlichsten Käufer von Daten des neuen Satelliten. Derzeit berichten Länder über ihre Kohlenstoffemissionen basierend auf der Leistung ihrer Wirtschaft. Unabhängige Augen im Weltraum werden helfen, bestehende Schätzungen zu bestätigen.