Ein von der NASA gebauter Treibhausgasdetektor ist seinem Start einen Schritt näher gekommen. Das Instrument wird es der gemeinnützigen Organisation CarbonMapper ermöglichen, die Quellen von Methan und Kohlendioxid aus dem Weltraum zu identifizieren und zu messen. Ein hochmodernes bildgebendes Spektrometer, das die Treibhausgase Methan und Kohlendioxid aus dem Weltraum messen wird, ist seinem Start in diesem Monat einen Schritt näher gekommen, nachdem es im Reinraum von Planet Labs PBC (Planet) in San Francisco angekommen ist.

Ein im Jet Propulsion Laboratory der NASA entwickeltes bildgebendes Spektrometer für Treibhausgasemissionen wurde an PlanetLabsPBC geliefert. Der Satellit, dessen Start für 2024 geplant ist, wird die globalen Überwachungsmöglichkeiten des Carbon Mapper-Programms verbessern. (Carbonplotter-Satellitenillustration)

Das wissenschaftliche Instrument, das im Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Südkalifornien entworfen und gebaut wurde, wird Teil eines von der gemeinnützigen Organisation CarbonMapper geleiteten Versuchs sein, Daten über Punktquellenemissionen von Treibhausgasen zu sammeln. Das Carbon Mapper Imaging Spectrometer, das eine für NASA-Flugaktivitäten und Weltraummissionen entwickelte Technologie nutzt, wird gezielte Daten zu „Superemittenten“ liefern – einer kleinen Anzahl einzelner Emissionsquellen, die einen großen Teil der globalen Methan- und Kohlendioxidemissionen ausmachen.

Das bildgebende Spektrometer wird die Treibhausgase Methan und Kohlendioxid messen und im August im Jet Propulsion Laboratory der NASA in Betrieb gehen, bevor es an Planet Labs PBC in San Francisco geliefert wird. In den kommenden Monaten wird das Instrument in einen Tanager-Satelliten integriert. Bildquelle: NASA/JPL-Caltech

Die Carbon Mapper Alliance ist eine öffentlich-private Partnerschaft unter der Leitung der Carbon Mapper Organization und ihrer Partner, darunter JPL, Planet, California Air Resources Board, Rocky Mountain Institute, Arizona State University und die University of Arizona.

Das Instrument ist ein fortschrittliches bildgebendes Spektrometer, das Hunderte von Wellenlängen des von der Erdoberfläche reflektierten und von Gasen in der Erdatmosphäre absorbierten Lichts misst. Verschiedene Verbindungen – darunter Methan und Kohlendioxid – absorbieren Licht unterschiedlicher Wellenlängen und hinterlassen spektrale „Fingerabdrücke“, die von bildgebenden Spektrometern identifiziert werden können. Diese für das menschliche Auge unsichtbaren Infrarot-Fingerabdrücke könnten intensive Treibhausgasemissionen lokalisieren und quantifizieren und potenzielle Bemühungen zur Emissionsreduzierung beschleunigen.

Im Juli schob ein Techniker das bildgebende Spektrometer in die thermische Vakuumtestkammer des JPL, in der Methan und Kohlendioxid aus der Erdumlaufbahn gemessen werden sollen. Ingenieure nutzen die Kammer, um das Spektrometer den extremen Temperaturen auszusetzen, denen es im Vakuum des Weltraums ausgesetzt ist. Videoquelle: NASA/JPL-Caltech

Am 12. September wurde das Spektrometer an Planet geschickt, mit der Absicht, es in den vom Unternehmen entwickelten Tanager-Satelliten zu integrieren. Die Arbeiten werden voraussichtlich mehrere Monate dauern. Der Start ist für Anfang 2024 geplant.

Bevor das Spektrometer das JPL verließ, wurde es einer Reihe kritischer Tests unterzogen, um sicherzustellen, dass es den Strapazen des Starts und den rauen Weltraumbedingungen standhält. Die Ingenieure setzten das Spektrometer starken Vibrationen aus, die denen beim Start einer Rakete in die Umlaufbahn ähneln, sowie extremen Temperaturen, die im Vakuum des Weltraums herrschen würden.

Ingenieure bereiten am JPL ein bildgebendes Spektrometer für Vibrationstests vor – Teil einer von der gemeinnützigen Organisation CarbonMapper geleiteten Initiative zur Überwachung von Treibhausgasemissionen. Bildquelle: NASA/JPL-Caltech

Es besteht auch die Möglichkeit, das fertige Instrument anhand von Methanproben in der Vakuumkammer des JPL zu testen. Der Test verlief sehr erfolgreich: Das bildgebende Spektrometer erzeugte einen klaren spektralen Fingerabdruck von Methan.

Reaktion und zukünftige Bemühungen

„Wir freuen uns sehr, dass die aufgezeichnete Methan-Spektralsignatur von sehr hoher Qualität ist. Das ist ein gutes Zeichen für bevorstehende Weltraummessungen“, sagte Robert Green, Instrumentenwissenschaftler am JPL.

„Diese Lieferung ist ein sehr aufregender Schritt für uns, da unser Team nun mit den letzten Phasen der Satellitenintegration beginnen kann“, sagte Jeff Guido, Senior Director für neue Missionen bei Planet. „Dieser Meilenstein ist ein großartiges Beispiel dafür, wie Regierungen, Wohltätigkeitsorganisationen und Unternehmen auf innovative Weise ihre jeweiligen Stärken nutzen können, um außergewöhnliche Fähigkeiten mit globaler Wirkung aufzubauen.“

Dieser spektrale „Fingerabdruck“ von Methan wurde aus Daten erstellt, die während der Tests des bildgebenden Spektrometers des JPL gesammelt wurden. Als Teil einer von der gemeinnützigen Organisation Carbon Mapper geleiteten Initiative maß das hochmoderne Instrument Hunderte von Wellenlängen des von der Erdoberfläche reflektierten und von Gasen in der Atmosphäre absorbierten Lichts. Bildquelle: NASA/JPL-Caltech

Der neue Satellit ist Teil der umfassenderen Bemühungen von CarbonMapper, Punktquellenemissionen von Methan und Kohlendioxid auf der ganzen Welt zu kartieren. Die Arbeit umfasst die Nutzung von Messungen von Instrumenten, die sich bereits im Orbit befinden: Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT) der NASA, ein bildgebendes Spektrometer, das vom JPL entwickelt und auf der Internationalen Raumstation installiert wurde. Planet arbeitet mit JPL zusammen, um ein zweites bildgebendes Spektrometer zu bauen. Die beiden Teams werden weiterhin Seite an Seite daran arbeiten, diese neuen Möglichkeiten zur Messung von Treibhausgasen bereitzustellen.

Ein Ingenieur bereitet den Test eines bildgebenden Spektrometers in der thermischen Vakuumkammer des JPL vor. Das Instrument wird Teil einer von der gemeinnützigen Organisation CarbonMapper geleiteten Initiative sein, Daten über Punktquellenemissionen von Treibhausgasen zu sammeln. Quelle: NASA/JPL-Caltech