PRISMA: eine Revolution für die Erdbeobachtung und Überwachung von Umweltressourcen

(Di Leonardo)
31/01/19

Der Start der Mission PRISMA (HyperSpectral Precursor of the Application Mission) der italienischen Raumfahrtagentur (ASI) rückt näher. Der Satellit wird in der Nacht vom 8. auf den 9. März nächsten Jahres vom europäischen Weltraumstützpunkt Kourou in Französisch-Guayana aus mit der in Italien entwickelten und gebauten VEGA-Trägerrakete der Europäischen Weltraumorganisation gestartet.

Aus seiner Umlaufbahn in etwa 620 Kilometern Höhe über dem Meeresspiegel wird PRISMA die Erde im globalen Maßstab mit anderen Augen betrachten und ist mit einer innovativen elektrooptischen Instrumentierung ausgestattet. Der italienische Satellit wird den Planeten mit dem leistungsstärksten hyperspektralen Instrument der Welt beobachten, das in zahlreichen, schmalen und zusammenhängenden Bändern vom sichtbaren bis zum nahen Infrarot (VNIR, Visible and Near InfraRed) und bis zum kurzwelligen Infrarot (SWIR, Short Wave InfraRed) arbeiten kann.

Der PRISMA-Satellit ist ein ASI-Projekt und repräsentiert Spitzenleistungen auf globaler Ebene, was die Fähigkeit unseres Landes unterstreicht, ein schlüsselfertiges Raumfahrtsystem bereitzustellen, vom Entwurf bis zum Bau, vom Start bis zum Bodendatenmanagement. PRISMA wurde von einer RTI (Temporary Grouping of Companies) unter der Leitung von OHB Italia gegründet, die für die Mission und das Management der drei Hauptsegmente (Boden, Flug und Start) verantwortlich ist, und Leonardo, der die elektrooptische Instrumentierung entwickelte. Um das nationale Profil besser zu definieren, wird der Start mit der VEGA-Trägerrakete von AVIO erfolgen, einer ESA-Trägerrakete, die jedoch hauptsächlich in Italien konzipiert und gebaut wurde. Das Missionskontrollzentrum wurde von Telespazio eingerichtet, während die Datenerfassung und -verarbeitung im Matera Space Centre stattfinden wird.

Die Mission wird einen beispiellosen Beitrag zur Beobachtung natürlicher Ressourcen aus dem Weltraum und zur Erforschung der wichtigsten Umweltprozesse (z. B. Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre, Biosphäre und Hydrosphäre; Beobachtung von Veränderungen in Umwelt und Klima auf globaler Ebene; Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf Ökosysteme) leisten können. Im Anwendungsbereich wird PRISMA wertvolle Informationen zur Unterstützung von Präventionsarbeiten in Bezug auf natürliche Risiken (z. B. hydrogeologische) und vom Menschen verursachte Risiken (einschließlich Bodenverschmutzung), die Überwachung des kulturellen Erbes, Maßnahmen zur Unterstützung humanitärer Krisen, landwirtschaftliche Aktivitäten und die Ausbeutung von Bodenschätzen liefern können.

Im Gegensatz zu den derzeit in Betrieb befindlichen optischen Satellitensensoren, die die von unserem Planeten reflektierte Sonnenstrahlung in einer begrenzten Anzahl von Spektralbändern – typischerweise maximal zehn – aufzeichnen, ist die Instrumentierung an Bord des PRISMA-Satelliten tatsächlich in der Lage, 240 (239 Spektralbänder plus den panchromatischen Kanal) zu erfassen; Dies wird es ermöglichen, das Wissen über natürliche Ressourcen und die wichtigsten laufenden Umweltprozesse, wie beispielsweise die Phänomene im Zusammenhang mit dem Klimawandel, zu verfeinern. Tatsächlich ermöglicht uns die Hyperspektraltechnologie, mehr zu sehen als das menschliche Auge und nicht nur die Formen von Objekten zu erkennen, sondern auch, welche chemischen Elemente sie enthalten. Jedes Material hat seine eigene spektrale Signatur, einen echten Fingerabdruck: eine einzigartige Farbkombination, sogenannte Spektralbänder. Das PRISMA-Instrument wird in der Lage sein, diese Signatur bei einer Geschwindigkeit von 27.000 km/h zu analysieren und so ein Objekt zu identifizieren oder die Eigenschaften eines beobachteten Gebiets zu verfolgen.

Das Logo der PRISMA-Mission enthält einige stilisierte Aspekte des Projekts: das Profil des Satelliten, die Erdbeobachtung mit einer hyperspektralen Nutzlast und einem Prisma. Das Logo enthält auch die Inschrift, in der die Hauptakteure genannt werden: die italienische Raumfahrtbehörde und das aus OHB Italia und Leonardo bestehende RTI-Industrieteam.

Prisma stellt die perfekte Synthese eines kompletten Industrie-, Forschungs- und Designsystems dar. Ein Industrieteam bestehend aus:

OHB Italien ist für die Verwaltung des gesamten Programms und der gesamten Mission, das System-Engineering, das Design, die Entwicklung und die Integration der Plattform sowie alle Aktivitäten zur Validierung von Satelliten verantwortlich. Der Satellit wurde in die OHB Italia-Werke in Tortona, Alessandria, integriert. 

Leonardo entwarf und baute in Campi Bisenzio (FI) die elektrooptische Nutzlast der PRISMA-Mission, die neben einer Farbkamera das leistungsstärkste Hyperspektralinstrument der Welt umfasst, das derzeit für die Erdbeobachtung im Einsatz ist. Ebenfalls von Campi Bisenzio stammt der Sternsensor, der es dem Satelliten ermöglicht, sich im Weltraum zu orientieren, während Leonardo in Nerviano (MI) die Sonnenkollektoren und das PRISMA-Netzteil herstellte.
Telespazio (Leonardo 67 %, Thales 33 %) baute das Bodensegment – ​​das das Missionskontrollzentrum in Fucino (AQ) und das Datenerfassungs- und -verarbeitungszentrum in Matera umfasst – und wird LEOP (Launch and Early Orbit Phase) und Testaktivitäten im Orbit leiten. Schließlich baute Thales Alenia Space (Thales 67 %, Leonardo 33 %) das Datenübertragungssystem an Bord des Satelliten.

VEGA wird die ESA-Trägerrakete sein, die PRISMA in die Umlaufbahn bringen wird. Es wird der 14. Start eines Trägers von AVIO sein, dem Unternehmen, einem internationalen Konzernführer im Bereich Raumträgerraketen, Antriebe und Raumtransport. Es ist Hauptauftragnehmer für Vega, die Trägerrakete, die Satelliten in die erdnahe Umlaufbahn (Low Earth Orbit, LEO) befördern soll, was Italien den direkten Zugang zum Weltraum ermöglicht. Avio verwaltet die industrielle Lieferkette von Vega, zu der Unternehmen aus sieben verschiedenen europäischen Ländern gehören. Vega wird zu 65 % in Italien entwickelt und hergestellt, während die restlichen 35 % der Produktionsaktivitäten auf Spanien, Belgien, die Niederlande, die Schweiz, Schweden und Frankreich verteilt sind.