Seit Anfang der 1960er-Jahre liefern Erdbeobachtungs- und Umweltforschungssatelliten wichtige physikalische Messdaten zum Zustand der Atmosphäre sowie von Wasser-, Eis- und Landflächen und haben dabei auch unsere Zukunft im Blick. Denn die gelieferten Bilder und Daten aus dem All machen komplexe Zusammenhänge und Wechselwirkungen im System Erde sichtbar und helfen, diese zu verstehen.
Je nach Aufgabenstellung fliegen Satelliten in unterschiedlich hohen Umlaufbahnen. Grundsätzlich lassen sich zwei Gruppen von Satelliten unterscheiden: Zum einen gibt es erdumlaufende Satelliten, die unsere Erde zum Beispiel über die Pole hinweg in 800 bis 1.400 Kilometern Höhe umkreisen. Die zweite Gruppe bilden die Satelliten, die sich auf einer sogenannten geostationären Erdumlaufbahn befinden. Sie „stehen“ 36.000 Kilometer über dem Äquator, drehen sich mit der Erde mit und erfassen somit ganztägig denselben Bereich.
Fernerkundung ist die Erforschung des Systems Erde aus dem Weltraum. Diese noch recht junge Wissenschaft hat uns innerhalb weniger Jahrzehnte zu einem enormen Erkenntnisgewinn über unseren Planeten verholfen. Der erste künstliche Erdsatellit Sputnik 1 startete im Oktober 1957, das erste Funkbild der Erde aus dem Weltraum lieferte am 1. April 1960 der US-amerikanische Wettersatellit Tiros-1. Zu erkennen waren damals allerdings noch keine Details, sondern eher Schattierungen in verschiedenen Graustufen.
Mittlerweile ist die Bildauflösung moderner Satelliten enorm. Häuser, Autos, Menschen oder Tiere – kaum etwas bleibt den feinen Sensoren verborgen. Die Zeitung lässt sich aus dem All zwar nicht lesen, der Gartentisch, auf dem sie liegt, ist aber sehr gut zu erkennen. Und dies trotz der hohen Geschwindigkeit, mit der Satelliten durch das Weltall fliegen.
Seit dem Start des ersten Meteosat-Wettersatelliten im Jahr 1977 widmet sich die Europäische Weltraumorganisation ESA der Erdbeobachtung aus dem Weltraum. Zusätzlich versorgen uns die ESA-Satelliten ERS-1, ERS-2 und Envisat mit einer Fülle wertvoller Daten über die Erde, das Klima und über die sich wandelnde Umwelt.
Die ESA-Earth Explorer-Missionen erforschen mit Hilfe sehr spezieller Satelliten die Wechselwirkungen menschlicher Aktivitäten auf natürliche Erdprozesse. Beobachtet werden unter anderem die planetaren Eismassen, die Bodenfeuchte oder auch der Einfluss des Erdmagnetfeldes.
Naturgewalten wie Stürme, Vulkanausbrüche, Erdbeben oder Tsunamis sind eine ständige Bedrohung für uns Menschen. Deshalb ist es wichtig, die Natur genau zu beobachten und zu interpretieren. Dies geschieht beim Umweltmonitoring.
Satelliten haben Prozesse in der Atmosphäre und an der Erdoberfläche genauso im Blick wie die Vorgänge im Erdinneren. Ziel ist es, Menschen frühzeitig vor einer Naturkatastrophe zu warnen. Bei Vulkanausbrüchen beobachten Satelliten die Ausbreitung von Aschewolken in der Atmosphäre. Beim Ausbruch des Eyjafjallajökull auf Island (2010) wurde so der Flugverkehr gezielt eingestellt.
Satelliten können auch Umweltsünden entlarven, denn ihre Sensoren erkennen zum Beispiel ausgelaufenes Öl oder Chemikalien. Auch die Qualität von Badegewässern kann mit Satellitendaten ermittelt werden. Das geht schnell und erfolgt nach einheitlichen Standards.