Katastrophen: Wie Erdbeobachtungssatelliten Einsatzkräfte unterstützen

Tritt eine Katastrophe ein, aktiviert die Internationale Charta für Weltraum und Naturkatastrophen Satelliten, um zielgerichtet humanitäre Hilfe zu leisten und die Rettungsteams vor Ort zu unterstützen. Zum ersten Mal gehört auch Pléiades Neo von Airbus zu den Satelliten, die bei der Aktivierung der Charta zur Verfügung stehen.

Am 6. Februar 2023, um 4:17 Uhr erschütterte ein Erdbeben die Türkei und Syrien. Um 7:04 Uhr desselben Morgens löste die türkische Katastrophenschutzbehörde EFAD die Internationale Charta für Weltraum und Naturkatastrophen aus. Sofort wurden die am besten geeigneten Satelliten darauf programmiert, Daten über die Katastrophe zu erfassen. Am folgenden Tag standen den türkischen Behörden die ersten Bilder der Folgen des Erdbebens zur Verfügung. Die Rettungsteams erhielten so ein besseres Bild vom Ausmaß der Schäden, was ihnen wiederum bei der Entscheidungsfindung half

 Ein stark beschädigtes Gebiet in der Stadt Antakya (früher Antiochia) in der Provinz Hatay im Süden der Türkei. © CNES (2023), Vertrieben durch Airbus DS

Internationale Charta für Weltraum und Naturkatastrophen – ein wertvolles Instrument zur Rettung von Menschenleben

Bei großen Katastrophen spielen Satelliten eine wichtige Rolle, da sie umfassende Daten liefern, die nur aus dem Weltraum erfasst werden können. Die Internationale Charta für Weltraum und Naturkatastrophen soll den Ersthelfern zugutekommen.

Die im Jahr 2000 von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und der französischen Raumfahrtagentur (CNES) unterzeichnete Charta vereint das Fachwissen von 17 Raumfahrtorganisationen und koordiniert rund 270 Satelliten. Sie ist universell zugänglich* und kann von jedem Land der Erde kostenlos aktiviert werden.

Die Charta wurde seit ihrer Gründung mehr als 800 Mal aktiviert: mehr als 400 Mal bei Überschwemmungen, fast 130 Mal bei Stürmen/Hurrikans

Emilie Bronner, CNES-Vertreterin im Exekutivsekretariat der Internationalen Charta für Weltraum und Naturkatastrophen, erklärt: „Sobald wir eine Anfrage zur Aktivierung der Charta erhalten, mobilisieren alle benannten Mitglieder ihre Erdbeobachtungssatelliten im Dringlichkeits- und Prioritätsmodus.”

Erst mit den richtigen Informationen sind die lokalen Behörden in der Lage, zielgerichtete Entscheidungen zu treffen. Sie legen die Prioritäten der Rettungsteams fest, bewerten die Schäden und ermitteln, welche Hilfe am dringendsten benötigt wird; auch lassen sich Bevölkerungsverschiebungen beobachten.

Hochauflösende Satellitendaten zur Kartierung, Überwachung und Eindämmung der Folgen

Naturkatastrophen wie Stürme, Erdbeben, Überschwemmungen oder Waldbrände können drastische Auswirkungen auf die Landschaft haben und Kommunikationswege unterbrechen. „In einigen Situationen reichen Landkarten nicht aus – Straßen oder Brücken sind möglicherweise zerstört. Rettungsteams sind dann auf Satellitenbilder angewiesen, um schnell zu handeln, sich vor Ort zu orientieren und Maßnahmen zu koordinieren”, sagt Bronner.

Die Charta stützt sich auf Erdbeobachtungssatelliten, die bereits für andere Zwecke im Einsatz sind. Je nach Katastrophe können verschiedene Satellitentypen parallel aktiviert werden, z. B. die von Airbus gebaute Konstellation bestehend aus SPOT, Pléiades, TerraSAR-X, TanDEM-X und erstmals auch Pléiades Neo. Die Kombination aus optischen und Radarsatelliten ermöglicht schnelle Reaktionen bei höchster Informationsqualität.

Optische Satelliten liefern hochauflösende Bilder. Mit einer Auflösung von 30 cm ist die Pléiades Neo-Konstellation perfekt geeignet, um Schäden am Straßennetz oder einzelnen Gebäuden detailliert zu erfassen. Für Radarbilder wiederum sind auch Wolkendecken oder Dunkelheit bei Nacht kein Problem. Beides ist entscheidend, um schnell Hilfe und Unterstützung zu leisten. Es ist auch möglich, Archivdaten mit neu gewonnenen Daten zu vergleichen, um Schadensbewertungskarten zu erstellen. So lässt sich erfassen, wie die Landschaft und die Infrastruktur konkret betroffen sind.

„Das hochgradig automatisierte Management von Pléiades Neo passt perfekt zum schnellen Handlungsbedarf, der mit der Charter verbunden ist”, sagt Isabelle Zago-Viou, Head of Satellite Operations and Platforms bei Airbus Defence and Space. „Für die beiden Pléiades Neo-Satelliten sind täglich fünfzehn Aufgabenanfragen pro Satellit geplant. Wir können jeden Satelliten bis zu fünfzehn Minuten vor dem Hochladen des nächsten Plans programmieren und so auf dringende Anfragen nach Bildmaterial reagieren. In den folgenden zwei Stunden überfliegt der Satellit dann das Zielgebiet, das er zweimal am Tag erneut besuchen kann. Außerdem nutzen wir künstliche Intelligenz, um die Genauigkeit zu verbessern und Informationen in verwertbare Daten umzuwandeln.”

Die Satellitenbilder lassen sich in Schadens- und Lagekarten umwandeln (siehe Beispiel unten). Um aus einem Satellitenbild ein leicht zu interpretierendes Bild zu machen, setzt die Charta auf einen Schnellkartierungsdienst, der sich aus Kartografieexperten zusammensetzt. Diese sind in der Lage, Vorher- und Nachher-Daten zu vergleichen und Veränderungen ausfindig zu machen.

Eingestürzte Gebäude in Cay Mahallesi in Iskenderun, Hatay. Türkei. Nach der Aktivierung der Charta wurden mehr als 350 Krisenbilder von 17 Weltraumorganisationen aus der ganzen Welt übermittelt. © CNES (2022-2023), Vertrieb Airbus DS. Enthält Pléiades-Material. Karte erstellt von Istanbul Technical University Department of Geomatics engineering Remote sensing Lab (İTÜ)

„Die Charta ist ein fantastisches Beispiel für die Zusammenarbeit der internationalen Weltraumgemeinschaft, um bei Katastrophen zu helfen”, findet Bronner. „Die Intensität und Häufigkeit von Naturkatastrophen nehmen zu und betreffen den gesamten Planeten. Wir aber sind vorbereitet.”

 Emilie Bronner, promovierte Topografin, arbeitet seit 18 Jahren in der Raumfahrtindustrie ©CNES - https://disasterscharter.org/web/guest/how-the-charter-works

Die Internationale Charta für Weltraum und Naturkatastrophen in Kurzform

Website

• Die Charta ist eine internationale Zusammenarbeit von 17 Raumfahrtbehörden 
• 131 Länder haben die Charta seit ihrer Gründung in Anspruch genommen
• Definition „Naturkatastrophe oder technologische Katastrophe”: Eine Situation großer Not, die den Verlust von Menschenleben oder große Sachschäden zur Folge hat und durch ein Naturereignis wie einen Wirbelsturm, einen Tornado, ein Erdbeben, einen Vulkanausbruch, eine Überschwemmung oder einen Waldbrand oder durch einen technologischen Unfall wie eine Verschmutzung durch Kohlenwasserstoffe, toxische oder radioaktive Stoffe verursacht wird.
• Der Grundsatz des *universellen Zugangs: Jede nationale Katastrophenschutzbehörde kann bei der Charta Anträge auf Notfallmaßnahmen stellen.

Video: https://youtu.be/ZvExM-Z3E2w

Beispiele für Karten oder hochauflösende Bilder, die nach einer Katastrophe auf der Grundlage von Satellitendaten erstellt wurden.

Beirut, Libanon

Eine gewaltige Explosion erschütterte Beirut (Libanon) am 4. August 2020 und verursachte große Schäden an der Infrastruktur, wobei zahlreiche Menschen getötet und verletzt wurden. 

Die Karte zeigt die Auswirkungen der Explosion anhand von Pléiades-Bildern aus der Luft.

© SERTIT, CNES, Vertrieb Airbus DS. 

Les Cayes, Haiti

Am 4. Oktober 2016 traf der Hurrikan Matthew – ein Sturm der Kategorie 4 – auf Haiti. Er brachte Windgeschwindigkeiten von mehr als 230 km/h (145 mph) und schwere Regenfälle, die Überschwemmungen verursachten. Zehntausende von Häusern wurden zerstört, einige Dörfer und Städte wurden völlig vernichtet. Tausende von Menschen wurden obdachlos, und obwohl viele Überlebende mit Zelten versorgt und Hilfszentren eingerichtet wurden, waren schätzungsweise mehr als eine Million Menschen betroffen.

© CNES (2016), Vertrieb Airbus DS. Karte erstellt von Pacific Disaster Center