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Satellit FLEX soll globale Photosynthese aus dem Weltraum beobachten
Ein schwaches Fluoreszenzsignal verrät, wie aktiv Pflanzen Photosynthese betreiben und wie sie auf Trockenheit oder Hitze reagieren. Der Satellit FLEX soll dieses Signal ab Mitte September erstmals global aus dem Orbit kartieren. Nach dem geplanten Start beginnt die aufwendige Prüfung der Messungen mit Referenzdaten vom Boden und aus der Luft.
Jülich (Deutschland). Satelliten können seit Jahrzehnten verfolgen, wie sich Vegetation ausbreitet, wie grün sie erscheint und wie sich ihre Umgebung verändert, doch die tatsächliche Photosyntheseaktivität lässt sich aus solchen Beobachtungen bisher nur indirekt ableiten. Die europäische Mission FLEX soll diese Lücke verkleinern, indem sie ein schwaches Lichtsignal der Pflanzen weltweit erfasst.
Das Signal entsteht, wenn Chlorophyll einen kleinen Teil der aufgenommenen Sonnenenergie als Fluoreszenz wieder abgibt, und verändert sich mit der Photosyntheseaktivität sowie mit Umweltstress. Dadurch kann es Hinweise darauf liefern, wie Vegetation auf Trockenheit, Hitze und andere Belastungen reagiert, bevor deutliche Schäden sichtbar werden.
Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) hat FLEX als achte Earth-Explorer-Mission entwickelt. An Bord sitzt das Fluorescence Imaging Spectrometer (FLORIS), das die schwache Fluoreszenz aus rund 814 Kilometern Höhe messen soll. Mit seinen Messungen sollen globale Karten mit einer räumlichen Auflösung von 300 mal 300 Metern entstehen.
Das schwache Signal stellt hohe Anforderungen an die Optik des Spektrometers. Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF) hat dafür unter anderem eine Doppelspalt-Baugruppe aus Silizium und zwei Präzisionsspiegel gefertigt, die das einfallende Licht auf die Detektoren lenken.
FLEX soll zunächst im Tandem mit dem Erdbeobachtungssatelliten Sentinel-3A fliegen, dessen Instrumente Informationen zu Wolken, Aerosolen, Wasserdampf und Eigenschaften der Landoberfläche liefern. Diese nahezu zeitgleichen Zusatzmessungen helfen, atmosphärische Einflüsse zu berücksichtigen und die Fluoreszenzdaten in den Umweltzustand der beobachteten Flächen einzuordnen.
Der Start ist für den 15. September 2026 um 03:21 Uhr mitteleuropäischer Sommerzeit vom europäischen Weltraumbahnhof in Kourou in Französisch-Guayana geplant. FLEX und der gleichzeitig startende Satellit Sentinel-3C sind bereits in der Nutzlastverkleidung ihrer Vega-C-Rakete eingeschlossen, nachdem beide Satelliten in den vergangenen Wochen am Startplatz vorbereitet wurden.
Die geplante Missionsdauer beträgt mindestens dreieinhalb Jahre, während die Bahn eine Wiederholzeit von 27 Tagen hat. FLEX liefert damit keine kontinuierliche Beobachtung einzelner Flächen, sondern wiederkehrende globale Messungen, die mit weiteren Satelliten- und Referenzdaten kombiniert werden sollen.
Das Forschungszentrum Jülich begleitet FLEX seit der Auswahl der Mission im Jahr 2015 und übernimmt mehrere Aufgaben für die wissenschaftliche Nutzung. Das Institut für Bio- und Geowissenschaften, Pflanzenwissenschaften (IBG-2), entwickelt Sensorsysteme für Vergleichsmessungen am Boden und aus Flugzeugen, mit denen die Satellitendaten nach dem Start in internationalen Kampagnen überprüft werden sollen.
Prof. Uwe Rascher, Leiter des IBG-2, gehört außerdem der Mission Advisory Group von FLEX an. Für die spätere Nutzung der Daten betreibt das Forschungszentrum das deutsche FLEX-Projektbüro, das von der Deutschen Raumfahrtagentur beauftragt wurde und eine Nutzergemeinschaft aufbauen sowie Forschern den Zugang zu den frei verfügbaren Daten erleichtern soll.