Upload
others
View
3
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Mt. Erebus Antarctica
(G. Steinmetz)
Alpbach Summer School 2006 - red team
ein Projekt der Sommerschule Alpbach 2006ein Projekt der Sommerschule Alpbach 2006
mit freundlicher mit freundlicher UnterstUnterstüützungtzung
der ESA und der FFGder ESA und der FFG
VolcanoVolcano haSAThaSAT ein satellitengestein satellitengestüütztes System zur schnellen Informationsgewinnung bei tztes System zur schnellen Informationsgewinnung bei VulkanausbrVulkanausbrüüchen und anderen Naturgefahren. chen und anderen Naturgefahren.
Alexander GerstAlexander Gerst (Universit(Universitäät Hamburg) t Hamburg) JanikJanik DeutscherDeutscher (ETH Z(ETH Züürich) rich) Stefan Stefan HasenauerHasenauer (TU Wien)(TU Wien)
sowie das sowie das " " VolcanoVolcano haSAThaSAT " " -- Team: Team:
Andre Andre BaloghBalogh (Schweiz), Istvan C. Botos (Ungarn), (Schweiz), Istvan C. Botos (Ungarn), SemihaSemiha CaliskanCaliskan (Deutschland), (Deutschland), AninaAnina S. S. CirilloCirillo (Italien), Swati Gehlot (Italien), Swati Gehlot (Niederlande), (Niederlande), LebingLebing Gong (Schweden), Janine Gong (Schweden), Janine MarkwalderMarkwalder (Schweiz), Paolo (Schweiz), Paolo MazzantiMazzanti (Italien), Simone (Italien), Simone PoliPoli (Italien), (Italien), SerhiySerhiy SkakunSkakun (Rum(Rumäänien), nien), AfsanehAfsaneh S. S. LagraniLagrani (Niederlande), (Niederlande), IonelIonel TroceaTrocea (Rum(Rumäänien), Elisabeth nien), Elisabeth WeinkeWeinke ((ÖÖsterreich).sterreich).
[email protected]@planet3.de
2Alpbach Summer School 2006 - red team
ÜÜbersichtbersicht
I.I. Wissenschaftliche Kriterien (Alexander Gerst)Wissenschaftliche Kriterien (Alexander Gerst)Der Bedarf fDer Bedarf füür ein globales weltraumgestr ein globales weltraumgestüütztes tztes VulkanVulkan--ÜÜberwachungssystemberwachungssystemFallbeispiele und RisikoabschFallbeispiele und RisikoabschäätzungtzungMission Mission ProposalProposal und Zieleund Ziele
II.II. Technische Realisierung (Technische Realisierung (JanikJanik Deutscher)Deutscher)
III.III. Datenmanagement (Stefan Datenmanagement (Stefan HasenauerHasenauer))
3Alpbach Summer School 2006 - red team
10% der Weltbevölkerung ist direkt durch einen aktiven
Vulkan gefährdet.
Die Tendenz ist schnell steigend.
Quelle: D.W. Peterson, Studies in Geophysics:
Active Tectonics, 1986
4Alpbach Summer School 2006 - red team
Ca. 1500 aktive (Land) Vulkane, 115 Ca. 1500 aktive (Land) Vulkane, 115 ““HochrisikovulkaneHochrisikovulkane””..
Im letzten Jahrhundert: >100.000 Tote; >3.000.000 Im letzten Jahrhundert: >100.000 Tote; >3.000.000 Obdachlose; SchObdachlose; Schääden in Milliardenhden in Milliardenhööhe.he.
Normalerweise 15 bis Normalerweise 15 bis 20 Vulkane in Eruption 20 Vulkane in Eruption zu jeder beliebigen Zeitzu jeder beliebigen Zeit
Der Bedarf fDer Bedarf füür ein globales weltraumgestr ein globales weltraumgestüütztes tztes VulkanVulkanüüberwachungssystemberwachungssystem
5Alpbach Summer School 2006 - red team
Der Bedarf fDer Bedarf füür ein globales weltraumgestr ein globales weltraumgestüütztes tztes VulkanVulkanüüberwachungssystemberwachungssystem
Kein existierendes Satellitensystem ist ausreichend für die Risikominimierung und Reaktion auf Naturkatastrophen geeignet.
„Ein der Vulkanologie gewidmetes Satellitensystem ist notwendig, um den Ansprüchen der Vulkanüberwachung gerecht zu werden“ (Francis et al, AREPS, 2000).
European Council - request 01.05: „Verstärkung der europäischen Kapazität, auf Krisen und Notfälle zu reagieren, die mit Katastrophen zusammenhängen”.
“Proof of Concept & Market”: MINERVA (Italien) & Decide Volcano (Spanien).
6Alpbach Summer School 2006 - red team
Eruption at Gunung Merapi, Feb. 2001, Foto BPPTK, Indonesia
Schwarzkopf 2001
Fallbeispiel: Mt. Merapi, IndonesienFallbeispiel: Mt. Merapi, Indonesien
Letzte Eruption: 2006 Unmittelbar gefährdete Bevölkerung: > 400.000Nahe Großstädte: Yogyakarta (20 km, steht auf
Vulkanablagerungen)
67 historische Eruptionen,11 davon mit Todesfällen(z.B. 43 Tote im Jahr 1994)Sehr schwierig zu evakuieren.
Potential für Sektorkollaps und weiträumige Zerstörung.
Source: Smithsonian Institution
Alexander Gerst
Blick vom Babadan Observatorium aus, 4 km vom Gipfel, 80% der Zeit in Wolken.
7Alpbach Summer School 2006 - red team
Merapi Krise Mai / Juni 2006Merapi Krise Mai / Juni 2006
Übersicht der Ereignisse:
Mai 2006: Lavadom wächst um 7m pro Tag; Gefahr einer Eruption
höchste Alarmstufe; Evakuierung.
13. Juni: keine visuellen Daten seit 4 Tagen; Annahmen einer verringerten Größe des Lavadomes Herabsetzen der Alarmstufe; Aufheben der Evakuierung!
14. Juni: Domkollaps-Eruption mit pyroklastischen Feuerwolken. Zwei Rettungsarbeiter getötet, mehrere hundert entkamen nur knapp dem Tod.
Source: Alexander Gerst / MVO
8Alpbach Summer School 2006 - red team
Begangene Fehler...Begangene Fehler...
Evakuierung zu unfokussiert, zu früh, und nicht durch Polizei erzwungen.
Mitarbeiter des Observatoriums (Wissenschaftler) unter politischem Druck, ohne verlässliche Daten.
Fehlinterpretation des Zustands des Vulkans aufgrund fehlender visueller Daten führten zum Verlust von 2 Menschenleben (hunderte waren akut gefährdet) .
9Alpbach Summer School 2006 - red team
...und was man daraus gelernt hat...und was man daraus gelernt hat
Dringend benötigt: zuverlässige tägliche visuelle Daten vom Gipfelbereich des Vulkans (ideal: Deformations- messungen und wolkenunabhängige Bilder).
Wissenschaftler benWissenschaftler benöötigen schnell tigen schnell verlverläässliche Daten um lebenswichtige ssliche Daten um lebenswichtige Entscheidungen zu treffen.Entscheidungen zu treffen.
Schwachpunkt im System: unzuverlSchwachpunkt im System: unzuverläässige ssige und wenige visuelle Daten:und wenige visuelle Daten:
Vulkan ist zwar Vulkan ist zwar „„hhöörbarrbar““, aber unsichtbar, , aber unsichtbar, (80% Wolkenbedeckung, 12 Stunden (80% Wolkenbedeckung, 12 Stunden Dunkelheit, effektiv Dunkelheit, effektiv bleibt 1 Tag visueller bleibt 1 Tag visueller ÜÜberwachung pro Woche!berwachung pro Woche!).).
10Alpbach Summer School 2006 - red team
Wolkenbedeckung auf aktiven VulkanenWolkenbedeckung auf aktiven VulkanenRate of High and Middle Clouds on Current Actives Volcanoes (sorted by date)
(1986-1993)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
FUEG
O
SOU
FRIE
RE H
ILLS
NEG
RO, C
ERRO
WH
ITE
ISLA
ND
NYA
MU
RAG
IRA
MER
API
ETN
A
GU
AGU
A PI
CHIN
CHA
MAN
AM
AZU
L, C
ERRO
POPO
CATE
PETL
PACA
YA
STRO
MBO
LI
IWAT
E
PAPA
ND
AYAN
ST. H
ELEN
S
ATK
A
YELL
OW
STO
NE
AREN
AL
PEU
ET S
AGU
E
KAR
YMSK
Y
PITO
N D
E LA
FO
URN
AISE
RIN
CON
DE
LA V
IEJA
SAK
URA
-JIM
A
KIL
AUEA
MO
NO
WAI
SEA
MO
UN
T
BEZY
MIA
NN
Y
CHIG
INAG
AK
RUAP
EHU
ADAT
ARA
SEM
ERU
SHIV
ELU
CH
MAC
DO
NAL
D
HAK
KO
DA
GRO
UP
KAR
ANG
ETAN
G
SHIS
HAL
DIN
PAVL
OF
RABA
UL
KRA
KAT
AU
SAN
CRI
STO
BAL
OK
MO
K
KLI
UCH
EVSK
OI
GRI
MSV
OTN
MAD
ERA,
LA
AMU
KTA
Rat
e (%
)
RATE OF HIGH CLOUDS RATE OF MIDDLE CLOUDS
Source: International Satellite Cloud Climatology Project, ISCCP
> 60 %
11Alpbach Summer School 2006 - red team
Was wir benWas wir benöötigen:tigen:
ERS (C-Band) – Radarinterferogramm
Mt. Etna, Italien. Quelle: Beauducel et al, JGR, 2000
“Röntgenblick“(oder korrekterweise:
“Radarblick”)
12Alpbach Summer School 2006 - red team
Fallbeispiel: Vesuv, ItalienFallbeispiel: Vesuv, Italien
Source: unknown
Letzte Eruption: 1944
Unmittelbar gefährdete Bevölkerung: >3.000.000
Nächste Großstadt: Neapel (9 km)
13Alpbach Summer School 2006 - red team
Weitere BeispieleWeitere BeispielePopocatépetl, MexicoLetzte Eruption: 2007 (andauernd)Unmittelbar gefährdete Bevölkerung: > 20.000.000Nächste Großstädte: Puebla (45 km); downtown Mexico City (70 km)
Mt. Fuji, JapanLetzte Eruption: 1708Nächste Großstädte: Yokohama (60 km); downtown Tokyo (70 km)
Mt. Usu, JapanLetzte Eruption:
200016.000 Menschen
evakuiert
14Alpbach Summer School 2006 - red team
Source: Banos Tourism Board
Tungurahua, EcuadorLetzte Eruption: 2007 (andauernd)Unmittelbar gefährdete Bevölkerung: >20.000
Große Eruption jederzeit möglich !
Weitere BeispieleWeitere Beispiele
u. v. m. ...
15Alpbach Summer School 2006 - red team
„„VolcanoVolcano haSAThaSAT missionmission proposalproposal”” Vorschlag fVorschlag füür eine Satellitenmissionr eine Satellitenmission
Ein satellitengestEin satellitengestüütztes System zur schnellen Informationsgewinnung tztes System zur schnellen Informationsgewinnung bei Vulkanausbrbei Vulkanausbrüüchen.chen.
TTäägliche Bereitstellunggliche Bereitstellung von Radarbildern (von Radarbildern (SAR SLCSAR SLC) und ) und Deformationsmessungen (Deformationsmessungen (INSARINSAR).).
UnabhUnabhäängigkeit von meteorologischen Konditionen oder ngigkeit von meteorologischen Konditionen oder BeleuchtungsverhBeleuchtungsverhäältnissen. ltnissen.
HochauflHochauflöösende Daten (10 m Pixelgrsende Daten (10 m Pixelgrößöße und e und < 1 cm Deformationsaufl< 1 cm Deformationsauflöösung).sung).
Globale Abdeckung, VerfGlobale Abdeckung, Verfüügbarkeit: 100 %.gbarkeit: 100 %.
Verwendbarkeit des Systems fVerwendbarkeit des Systems füür andere Naturgefahren. r andere Naturgefahren.
MMöögliche Kooperation mit weiteren Weltraumbehgliche Kooperation mit weiteren Weltraumbehöörden, da globaler rden, da globaler Nutzen (z.B. Japan ALOS SAR Mission) Nutzen (z.B. Japan ALOS SAR Mission) signifikante signifikante KostenreduzierungKostenreduzierung..
16Alpbach Summer School 2006 - red team
KKöönnen wir damit nun Vulkanausbrnnen wir damit nun Vulkanausbrüüche che vorhersagen?vorhersagen?
Normal: mehrere Normal: mehrere Wochen Vorzeichen vor Wochen Vorzeichen vor Hauptphase der Hauptphase der Eruption. Eruption.
mittelschnell bis mittelschnell bis langsam anfangende langsam anfangende Katastrophen.Katastrophen.
KeinKein LangzeitLangzeit--VorhersagesystemVorhersagesystem, , sondernsondern InformationslieferantInformationslieferant und und EntscheidungshilfeEntscheidungshilfe in in KrisensituationenKrisensituationen..
17Alpbach Summer School 2006 - red team
Was leistet so ein System?Was leistet so ein System?
Herausgabe prHerausgabe prääziser Alarme ziser Alarme wwäährend der Krisehrend der Krise (weder zu fr(weder zu früüh noch zu sph noch zu späät)t)..
Verleiht lokalen Wissenschaftlern und Verleiht lokalen Wissenschaftlern und KatastrophenschutzbehKatastrophenschutzbehöörden rden „„AugenAugen““..
Misst Deformation des Vulkans vor und wMisst Deformation des Vulkans vor und wäährend der hrend der Eruption in nahezu Echtzeit (INSAR Bild mit tEruption in nahezu Echtzeit (INSAR Bild mit tääglicher glicher Wiederholungsrate).Wiederholungsrate).
Anmerkung: nicht mit alternativen Systemen, z.B. Anmerkung: nicht mit alternativen Systemen, z.B. Flugzeugen erreichbar (Eruptionswolke, Asche, Flugzeugen erreichbar (Eruptionswolke, Asche, Wetter, fehlende Infrastruktur etc).Wetter, fehlende Infrastruktur etc).
18Alpbach Summer School 2006 - red team
ÜÜberblick berblick üüber vorhandene SAR Systemeber vorhandene SAR Systeme
Keines dieser Systeme kann eine tägliche Überwachung gefährdeter Gebiete leisten!
Die Verwendung von L-Band, sowie hohe Wiederholraten sind selten
11112008200810 10 --100 km100 km1515°°--6060°°1 m 1 m --16 m16 mXXGermanyGermanyTanDEMTanDEM--XX
11112007200710 10 --100 km 100 km 1515°°--6060°°1 m 1 m --16 m 16 m X X GermanyGermanyTerraSARTerraSAR--X X
24242006200610 10 --500 km500 km1515°°--5959°°3 m 3 m --100 m100 mCCCanadaCanadaRadarsatRadarsat--22
46462006200670 70 --360 km360 km3535°°--4141°°10 m 10 m --100 m100 mLLJapanJapanALOSALOS
353520022002100 100 --400 km400 km1515°°--4040°°25 m 25 m --1 km1 kmCCESAESAENVISATENVISAT
24241995199550 50 --500 km500 km2020°°--5959°°10 m 10 m --100 m100 mCCCanadaCanadaRadarsatRadarsat--11
33--, 35, 35-- and and 17617619951995100 km100 km2323°°25 m25 mCCESAESAERSERS--22
33--, 35, 35-- and and 17617619911991100 km100 km2323°°25 m25 mCCESAESAERSERS--11
Repeat cycle [days]
launchswathlook angleresolutionBandOwnersatellite
19Alpbach Summer School 2006 - red team
Site Years Satellite Applied technics
Type of monitoring References Note
Fogo, Cape Verde
1993- 1998
ERS DInSAR Dike Intrusioninflation
Amelung, 2002
Erta Ale 1993- 1997
ERS DInSAR Magma intrusion induced deformation
Amelung, 2003
Piton de la Fournaise
RADARSAT -1
DInSAR -Dike Intrusion inflation-Eruption-Lava contraction
Fukushima, 2005
Soufriere Hills Volcano, Montserrat
ERS, JERSRADARSAT
-Lava cooling -Material subsidence
Wadge, 2006
Vesuvius Volcano 1992- 2000
ERS-1 ERS-2
SBASInSAR
Deformation Lanari, 2002
Campi Flegrei 1992- 2000
ERS-1 ERS-2
SBASInSAR
Deformation Lanari, 2002
Sakurajima (Japan) 1995- 1996
ERS DInSAR Deformation Remy, 2003
Fernandina Volcano, Galapagos
1992 1997
ERS-1 ERS-2
DInSAR Dike Intrusion inflation
Jonsson, 1999
Tenerife 1992- 2000
ERS-1 ERS-2
DInSAR Deformation Fernandez, 2003
Long Valley Caldera
1996- 1998
ERS-2 DInSAR Deformation Newman,2005
Sierra Negra Volcano
ERS-2 DInSAR -Slope deformation-Magma inflation
Gun, 2005
Shishaldin Volcano, Alaska
1993- 2003
ERSRADARSAT JERS
DInSAR Deformation Moran, 2005
Etna Volcano, Italy 1992- 1998
ERS DInSAR Deformation Briole, 1998
20Alpbach Summer School 2006 - red team
Warum LWarum L--Band ?Band ?
LLäängere Wellenlngere Wellenläänge (23,5 cm nge (23,5 cm vsvs 5,7 cm) 5,7 cm) Bessere Resultate bei VegetationBessere Resultate bei VegetationBessere KohBessere Kohäärenz bei Deformationsmessungenrenz bei Deformationsmessungen
Optisch C-Band L-Band
1 Year SPOT / ERS / JERS Image, Sakurayima Volcano, 1995-1998, Source: IPGP
21Alpbach Summer School 2006 - red team
Welche Gefahren kWelche Gefahren köönnen detektiert nnen detektiert werden?werden?
Vulkanische Deformation (via DINSAR)Vulkanische Deformation (via DINSAR)DetektionDetektion von flachen von flachen MagmaintrusionenMagmaintrusionen, welche , welche oft Eruptionen beschleunigen oder ausloft Eruptionen beschleunigen oder auslöösen.sen.DetektionDetektion der Anfangsphase eines Flankenkollaps der Anfangsphase eines Flankenkollaps (auch Hangrutschungen)(auch Hangrutschungen)
Mt. Etna, Source: Ferretti et al, 2003
Three Sisters Volcano 1995-2001: USGS
22Alpbach Summer School 2006 - red team
LavadomLavadom--WachstumWachstum und und --KollapsKollapsDetektionDetektion von langsamem und von langsamem und schnellem Wachstum schnellem Wachstum (< 50 cm/Tag; DINSAR)(< 50 cm/Tag; DINSAR)DetektionDetektion sehr schnellem Wachstum sehr schnellem Wachstum (bis zu 7 m/Tag; (bis zu 7 m/Tag; RadargrammetrieRadargrammetrie))
PyroklastischePyroklastische „„FeuerFeuer““--wolkenwolkenDetektionDetektion von Ablagerungen kleiner von Ablagerungen kleiner Feuerwolken, welche oft groFeuerwolken, welche oft großßen en Vorausgehen (durch Radarbilder Vorausgehen (durch Radarbilder [SLC] oder DINSAR)[SLC] oder DINSAR)
Welche Gefahren kWelche Gefahren köönnen detektiert nnen detektiert werden?werden?
Source: Alexander Gerst
23Alpbach Summer School 2006 - red team
LavaflLavaflüüssesseDetektionDetektion neuer neuer LavaflLavaflüüssesse (durch Radarbilder)(durch Radarbilder)ÜÜberwachung der Abkberwachung der Abküühlung durch hlung durch thermische Schrumpfungthermische Schrumpfung
LahareLahare (Schlammlawinen)(Schlammlawinen)DetektionDetektion potentieller Quellgebiete durch potentieller Quellgebiete durch ÜÜberwachung von Ascheablagerungen, berwachung von Ascheablagerungen, welche in Kombination mit Schnee oder welche in Kombination mit Schnee oder Regen Regen LahareLahare auslauslöösen ksen köönnen.nnen.
Sources: Hawaiian Volcano Observatory / Beauducel et
al / unknown
Welche Gefahren kWelche Gefahren köönnen detektiert nnen detektiert werden?werden?
24Alpbach Summer School 2006 - red team
Kombination mit vorhandenen SystemenKombination mit vorhandenen Systemen
Optische SOOptische SO22 DetektionDetektion (OMI).(OMI).Thermische Thermische DetektionDetektion von von LavaflLavaflüüssenssen ((ModisModis, , ASTER, ASTER, ModvolcModvolc).).FerndetektionFerndetektion vulkanischer Aschewolken (VAAC).vulkanischer Aschewolken (VAAC).
Source: MVO
25Alpbach Summer School 2006 - red team
Potentielle weitere LeistungenPotentielle weitere Leistungen
ÜÜberwachung weiterer Naturgefahren:berwachung weiterer Naturgefahren:
Flutereignisse und Flutereignisse und TsunamisTsunamis..
erdbebengeferdbebengefäährdete Sthrdete Stöörungszonen.rungszonen.
Schnelle OpferabschSchnelle Opferabschäätzung bei Erdbeben: tzung bei Erdbeben: ““Echtzeit INSAR sehr wEchtzeit INSAR sehr wüünschenswert!nschenswert!”” ((WyssWyss et al., et al., EOS 87, no.44, 2006)EOS 87, no.44, 2006)
vermutete Hangrutschungsgebiete.vermutete Hangrutschungsgebiete.
Aufbau einer Aufbau einer ““globalen SAR Bilddatenbank der globalen SAR Bilddatenbank der NaturgefahrenNaturgefahren““Wissenschaftliche ExperimenteWissenschaftliche Experimente
27Alpbach Summer School 2006 - red team
RaumfahrttechnischeRaumfahrttechnische ParameterParameter
OrbitOrbitSARSAR--EntwicklungEntwicklungSpacecraftSpacecraft--EntwicklungEntwicklung
EnergiehaushaltEnergiehaushaltWWäärmehaushaltrmehaushaltGewichtGewicht
Telekommunikation/TelemetrieTelekommunikation/TelemetrieTrTräägerraketegerraketeEntwicklungsEntwicklungs-- und und BetriebskostenBetriebskosten
28Alpbach Summer School 2006 - red team
OrbitOrbit--BerechnungBerechnung
TTääglichegliche ErfassungErfassung
AbdeckungAbdeckung 100%100%
SonnensynchronerSonnensynchroner Orbit an Orbit an derder Tag/NachtTag/Nacht--LinieLinie
BerechneteBerechnete KonstellationKonstellation: : 3 3 SatellitenSatelliten mitmit jeje 72h 72h OrbitwiederholungsrateOrbitwiederholungsrate
PolnahePolnahe UmlaufbahnUmlaufbahn (98.5(98.5°°))
BerechneteBerechnete FlughFlughööhehe: 764km: 764km
29Alpbach Summer School 2006 - red team
OrbitOrbit--BerechnungBerechnung und und AbdeckungAbdeckungTagesabdeckung von 3 Satelliten:
rote Linien = projizierte Flugbahn am Boden. gelb = Bodenabdeckung
30Alpbach Summer School 2006 - red team
SAR SAR GrundlagenGrundlagen
SAR = Synthetic Aperture Radar SAR = Synthetic Aperture Radar
= = aktivesaktives MikrowellensystemMikrowellensystem
SendetSendet seitlichseitlich Pulse von Pulse von elektomagnetischenelektomagnetischen WellenWellen ausaus und und empfempfäängtngt reflektiertereflektierte StrahlungStrahlung
MisstMisst die die IntensitIntensitäätt derder RRüückstrahlungckstrahlung (Amplitude), die (Amplitude), die EntfernungEntfernung üüberber die die LaufzeitLaufzeit und die Phaseund die Phase
RelativRelativ hoheshohes AuflAuflöösungsvermsungsvermöögengen wirdwird durchdurch AntennenAntennen-- und und SensorparameterSensorparameter bestimmtbestimmt..
31Alpbach Summer School 2006 - red team
SARSAR--AufnahmemodiAufnahmemodi
20o47.5o
22.5o
55o
630 km
satellite track
764 km
-- SpurbreiteSpurbreite (wide swath mode): ~630 km(wide swath mode): ~630 km-- SpurbreiteSpurbreite imim StandardbetriebStandardbetrieb: 60 km: 60 km-- AuflAuflöösungsung StandardmodusStandardmodus: ~10m: ~10m
32Alpbach Summer School 2006 - red team
SAR SystemparameterSAR Systemparameter
Band 23.5 cm (L-Band) Chirp-Bandbreite 50 MHz
Polarisation HH or VV Bits per sample 5
Einfallswinkel (Range)
20º...47.5º Noise equivalent σ0 -26 dB
Spurbreite (Standard) 60 km Einsatzdauer bis 10 min/Umlauf
Auflösung: in Flugrichtung
quer zur Flugrichtung4.83 m (1 look) 4…9 m (1 look)
Antennengröße: Länge Breite
9.66 m 3.1 m
Datenrate up to 280 Mbps Max. Ausstrahlung 2000 W
Pulswiederholungs- frequenz (PRF)
1.7...2.5 kHz Pulslänge 35 µs
BisBis zuzu 1000 1000 AufnahmenAufnahmen pro Tag pro Tag mmööglichglich..
33Alpbach Summer School 2006 - red team
EnergiehaushaltEnergiehaushalt
SAR SAR EinsatzdauerEinsatzdauer: 10% : 10% derder OrbitzeitOrbitzeit (6 KW max. (6 KW max. LeistungLeistung). => 10min ). => 10min brauchenbrauchen 1KWh1KWhPlattformPlattform benbenöötigttigt jederzeitjederzeit 0.5 KW0.5 KWBatterieBatterie wirdwird üüberber SonnenpaneleSonnenpanele aufgeladenaufgeladen
SystemSystem Leistung/KapazitLeistung/Kapazitäätt AnmerkungAnmerkung
BatterieBatterie 1.2 KWh1.2 KWh 2 2 NiMHNiMH BatterienBatterien (1 Reserve)(1 Reserve)
SonnenpanelSonnenpanel 2.5 KW2.5 KW mitmit 0.55 KW backup0.55 KW backupGrGröößße: ~10qme: ~10qm
EnvisatEnvisat Batterie (TU Delft)Batterie (TU Delft)
34Alpbach Summer School 2006 - red team
WWäärmehaushaltrmehaushalt
AbleitungAbleitung erzeugtererzeugter BetriebswBetriebswäärmerme notwendignotwendig (ca. 2KW).(ca. 2KW).BerechneteBerechnete FlFläächeche derder PanelePanele: 8.2 : 8.2 qmqm
2 2 AntennenAntennen zumzum EmpfangEmpfang von von TelemetrieTelemetrie--DatenDaten (S(S--Band)Band)1 1 AntenneAntenne ffüürr SensorSensor--DatentransferDatentransfer (X(X--Band)Band)
AntennenAntennen
Thermal Thermal radiatorradiator ISS (ESA)ISS (ESA)
35Alpbach Summer School 2006 - red team
BodenstationBodenstation
-- EmpfangEmpfang derder SensordatenSensordaten und Uplink und Uplink derder TelemetrieTelemetrie--DatenDaten z.Bz.B. . durchdurch Svalbard Ground Svalbard Ground Station (Station (SvalsatSvalsat). ).
-- VolleVolle AbdeckungAbdeckung alleraller 3 x 14 3 x 14 ttääglichenglichen ÜÜberflberflüügege..
-- BenutztBenutzt SS-- and Xand X--BandBand
36Alpbach Summer School 2006 - red team
BerechnungBerechnung des des GewichtsGewichts
SubsystemSubsystem GewichtGewicht AnmerkugenAnmerkugenSARSAR--SystemSystem 540 Kg540 KgSolarpanelSolarpanel 83 kg83 kg 2 2 FlFlüügelgel
BatterieBatterie 20 + 20 kg20 + 20 kg 1 1 ReservebatterieReservebatterieWWäärmehableitungrmehableitung 7 Kg7 Kg
TreibstoffTreibstoff ((ffüürr OrbitkorrekturenOrbitkorrekturen))
200kg200kg
OrbitOrbit--KontrollsegmentKontrollsegment 80 Kg80 KgTelemetrie/TelekommuniTelemetrie/Telekommuni--
kationkation35 Kg35 Kg
GrundgerGrundgerüüstst 200 Kg200 Kg 20% 20% derder GesamtmasseGesamtmasseDatenspeicherungDatenspeicherung 25 Kg25 KgKabelbaum/KabelKabelbaum/Kabel 25 Kg25 Kg
GesamtgewichtGesamtgewicht 1312 Kg1312 Kg max. max. ffüürr Soyuz:Soyuz:4000kg4000kg
37Alpbach Summer School 2006 - red team
TrTräägerraketengerraketen
Soyuz: Soyuz: ffüürr 3 3 SatellitenSatellitenVega: 3x Vega: 3x jeje eineneinen SatellitSatellitKooperationKooperation mitmit Japan: Japan: NutzungNutzung derder
H2H2--A A
SoyuzSoyuz VegaVega
38Alpbach Summer School 2006 - red team
KostenschKostenschäätzungtzung
TrTräägerraketegerrakete SoyuzSoyuz 55 Mio. 55 Mio. €€
SatellitSatellit
S1S1PlattformPlattform 100100 Mio. Mio. €€
SensorSensor 100100 Mio. Mio. €€
S2 S2 –– idem S1idem S1PlattformPlattform 6060 Mio. Mio. €€
SensorSensor 6060 Mio. Mio. €€
S3 S3 –– idem S1idem S1PlattformPlattform 6060 Mio. Mio. €€
SensorSensor 6060 Mio. Mio. €€
BodenstationBodenstation 55 Mio. 55 Mio. €€
GesamtkostenGesamtkosten 550 Mio. 550 Mio. €€
40Alpbach Summer School 2006 - red team
DatenpolitikDatenpolitik
3 Nutzerkategorien3 NutzerkategorienKatKat--1: Nationale/Wissenschaftliche Agenturen 1: Nationale/Wissenschaftliche Agenturen
und Hilfsorganisationenund HilfsorganisationenKatKat--22: : Wissenschaftliche Nutzung Wissenschaftliche Nutzung
(im Nichtkrisenfall)(im Nichtkrisenfall)KatKat--3: Kommerzielle Nutzer, Medien3: Kommerzielle Nutzer, Medien
PrioritPrioritäätensetzung von Kattensetzung von Kat--1 & Kat1 & Kat--2 2
41Alpbach Summer School 2006 - red team
DatenanwendungenDatenanwendungen
TTäägliches gliches MonitoringMonitoring von Naturgefahrenvon Naturgefahren
SARSAR--Bilddatenbank als globale Inventarliste der Bilddatenbank als globale Inventarliste der Naturgefahrenzonen.Naturgefahrenzonen.
WWööchentliche Vorausplanung zur chentliche Vorausplanung zur ÜÜberwachung berwachung von sensiblen Zonen & Einsatzgebietenvon sensiblen Zonen & Einsatzgebieten
Aufbau auf vorhandenen Datenservices, wie Aufbau auf vorhandenen Datenservices, wie z.B. z.B. GlobVolcanoGlobVolcano (derzeit in Antragsphase), (derzeit in Antragsphase), MINERVAMINERVA
Spezialfall bei Aktivierung der Spezialfall bei Aktivierung der ““International International Charter on Charter on SpaceSpace and Major and Major DisastersDisasters””: : PrioritPrioritäätensetzung, Datenvertrieb mit tensetzung, Datenvertrieb mit NotfallkartierungNotfallkartierung
(Lundgren et al, 2003)
42Alpbach Summer School 2006 - red team
Merapi 2006
““International Charter on International Charter on SpaceSpace and and Major Major DisastersDisasters””
Abkommen zwischen Satellitenbetreibern, Abkommen zwischen Satellitenbetreibern, üüber autorisierte Stellen in kber autorisierte Stellen in küürzester Zeit rzester Zeit Notfallskarten fNotfallskarten füür Krisengebiete r Krisengebiete bereitzustellenbereitzustellen
StStäändiger Bereitschaftsdienst fndiger Bereitschaftsdienst füür r CharterCharter--AktivierungAktivierung
www.disasterscharter.orgwww.disasterscharter.org
(ZKI-DLR, T. Pfeiffer)Portugal 2003 Elbe 2006Katrina 2005 Pakistan 2005
CharterCharter--aktivierungaktivierung VulkaneruptionVulkaneruption auf den auf den KomorenKomoren, 5.12.2005, , 5.12.2005, RadarsatRadarsat/Spot/Spot
43Alpbach Summer School 2006 - red team
Produkte und Services Produkte und Services
DatenprodukteDatenprodukte
Rohdaten (Level 0)Rohdaten (Level 0)Bilddaten, Bilddaten, geokodiertgeokodiert (Level 1)(Level 1)InterferogrammInterferogramm (Level 2)(Level 2)
„„volcanovolcano haSAThaSAT ViewerViewer““: : InternetInternet--VisualierungswerkzeugVisualierungswerkzeug
Produktspezifikation und Dokumentation Produktspezifikation und Dokumentation
(Vesuv - ESA/F. Rocca, Milano)
44Alpbach Summer School 2006 - red team
ÜÜbersicht Datenflussbersicht Datenfluss
(optional)
Radar Data Downlink
45Alpbach Summer School 2006 - red team
Schnittstelle zum Anwender:Schnittstelle zum Anwender: InternetInternet--PlattformPlattform
„„volcanovolcano haSAThaSAT--WebWeb““
Information zur MissionInformation zur MissionLehrmaterial NaturgefahrenLehrmaterial NaturgefahrenBildinterpretation & VisualisierungssoftwareBildinterpretation & VisualisierungssoftwareDatenkatalog:Datenkatalog:
VisualisierungsmVisualisierungsmööglichkeit in Echtzeitglichkeit in Echtzeitonlineonline--BestellungBestellung
46Alpbach Summer School 2006 - red team
ZusammenfassungZusammenfassung
Erste spezifische Mission fErste spezifische Mission füür r VulkanVulkanüüberwachung und andere Naturgefahren.berwachung und andere Naturgefahren.
GefahrenabschGefahrenabschäätzung bei Naturkatastrophen.tzung bei Naturkatastrophen.
TTäägliche globale Abdeckung, wetterunabhgliche globale Abdeckung, wetterunabhäängig.ngig.
Schnelle ReaktionsfSchnelle Reaktionsfäähigkeit, hohe Flexibilithigkeit, hohe Flexibilitäät.t.
Erste umfassende globale SAR BildErste umfassende globale SAR Bild--Datenbank Datenbank der Naturgefahren.der Naturgefahren.
Einfacher Zugang und Interpretation fEinfacher Zugang und Interpretation füür r Anwender.Anwender.
47Alpbach Summer School 2006 - red team
……unsere Mission im Kontext des unsere Mission im Kontext des Alpbach Prinzips:Alpbach Prinzips:
erfahrene Experten erfahrene Experten GefGefüühl fhl füür ALLE Aspekte einer r ALLE Aspekte einer Satellitenmission.Satellitenmission.
Verschmelzung von Anwendern und Entwicklern.Verschmelzung von Anwendern und Entwicklern.
AnwendungsnAnwendungsnäähehe, praktische Limitierungen., praktische Limitierungen.
DurchfDurchfüührung tatshrung tatsäächlich sinnvoll und technisch chlich sinnvoll und technisch realisierbar ist.realisierbar ist.
Erfolgte Empfehlung des Erfolgte Empfehlung des ESA ESA advisoryadvisory committeecommittee basierend auf Alpbach 2006 Studien.basierend auf Alpbach 2006 Studien.
Alpbach Summer School 2006 - red team
ein Projekt der Sommerschule Alpbach 2006ein Projekt der Sommerschule Alpbach 2006
mit freundlicher mit freundlicher UnterstUnterstüützungtzung
der ESA und der FFGder ESA und der FFG
VolcanoVolcano haSAThaSAT ein satellitengestein satellitengestüütztes System zur schnellen Informationsgewinnung bei tztes System zur schnellen Informationsgewinnung bei VulkanausbrVulkanausbrüüchen und anderen Naturgefahren. chen und anderen Naturgefahren.
Alexander GerstAlexander Gerst (Universit(Universitäät Hamburg)t Hamburg) JanikJanik DeutscherDeutscher (ETH Z(ETH Züürich) rich) Stefan Stefan HasenauerHasenauer (TU Wien)(TU Wien)
sowie das sowie das " " VolcanoVolcano haSAThaSAT " " -- Team: Team:
Andre Andre BaloghBalogh (Schweiz), Istvan C. Botos (Ungarn), (Schweiz), Istvan C. Botos (Ungarn), SemihaSemiha CaliskanCaliskan (Deutschland), (Deutschland), AninaAnina S. S. CirilloCirillo (Italien), Swati Gehlot (Italien), Swati Gehlot (Niederlande), (Niederlande), LebingLebing Gong (Schweden), Janine Gong (Schweden), Janine MarkwalderMarkwalder (Schweiz), Paolo (Schweiz), Paolo MazzantiMazzanti (Italien), Simone (Italien), Simone PoliPoli (Italien), (Italien), SerhiySerhiy SkakunSkakun (Rum(Rumäänien), nien), AfsanehAfsaneh S. S. LagraniLagrani (Niederlande), (Niederlande), IonelIonel TroceaTrocea (Rum(Rumäänien), Elisabeth nien), Elisabeth WeinkeWeinke ((ÖÖsterreich).sterreich).
Email an: Email an: [email protected]@planet3.de
Mt. Erebus Antarctica
(G. Steinmetz)