Außerirdisch

ConstellR: Deutsches Spin-off will durch Satelliten vorhersagen, wann Pflanzen Wasser brauchen

Das Team hinter dem deutschen Unternehmen ConstellR ©ConstellR

Satelliten, die Internet bereitstellen, Satelliten, die GPS bereitstellen oder auch Satelliten, die vor Waldbränden warnen. Mittlerweile fliegen tausende von Satelliten in den erdnahen Orbits und ermöglichen der Menschheit damit verschiedenste Dienste. Nun geht der Prototyp eines neuen Satelliten an den Start. Diesmal jedoch nicht für Kommunikationsdienste, sondern zur Einsparung von Wasser. 

Globaler Wasserverbrauch

Die Pro-Kopf-Verfügbarkeit von Süßwasser ist in den letzten vierzig Jahren um zwei Drittel zurückgegangen. Bis 2050 wird sie voraussichtlich um weitere 50 Prozent sinken. Zu diesem Ergebnis kommt die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) in einem Paper von 2017. Laut diesem sei die Landwirtschaft der größte Wassernutzer und verbrauche etwa 85 Prozent aller erneuerbaren Wasserressourcen.

Die Europäische Umweltagentur kommt für Europa auf ähnliche Ergebnisse. Hier würde ein Drittel der Wassernutzung in Europa auf die Landwirtschaft entfallen. Das ist nicht wenig. Daher soll der Verbrauch reduziert werden. Dafür ist der Start eines neuen Projektes aus Deutschland aktuell geplant. 

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Nicht größer als ein Schuhkarton – Die LiSR-Wärme-Infrarot-Nutzlast mit Gehäuse für den Start zur ISS am 19. Februar ’22 ©Fraunhofer IOF

Infrarot-Wärmebildkameras zur Wasserüberwachung

Wasserüberwachungsdienste, Bewässerungsmanagement, Überwachung des Gesundheitszustands von Pflanzen, Ertragsprognosen und Klimaschutz – all das möchte das Freiburger Unternehmen ConstellR mittels eigenen Satelliten möglich machen. Dazu will das 2020 gegründete Spin-off des Fraunhofer Instituts für Kurzzeitdynamik (EMI) in Freiburg, am Samstag, den 19.02.2022,  um etwa 18:00 Uhr einen ersten Prototyp seiner Schuhkarton-großen Satellite vom NASA-Standort Wallops Island zur Raumstation ISS schicken.

Die Technologie beruht auf Infrarot-Wärmebildkameras (TIR). Mit dieser Technologie ausgerüstet, will ConstellR zukünftig einen ganzen Schwarm von Infrarot-Überwachungssatelliten ins All schicken. Diese sollen dann, so die Hoffnung, täglich und weltweit die tatsächliche Temperatur von Nutzpflanzen auf Feldern messen. Dabei würde sich das System laut dem Unternehmen im Gegensatz zu herkömmlichen weltraumgestützten Systemen bei der Stressüberwachung nicht auf die Pflanzenfarbe verlassen.

Wenn diese nämlich erstmal gelb oder sogar braun seien, sei es für ein Rettung der Pflanze zu spät, so Technikchef Marius Bierdel gegenüber Heise. Deshalb beobachte ConstellR vielmehr die Transpiration, also die Verdunstung von Wasser über den Blättern der Pflanzen und könne so vegetativen Stress früher als je zuvor aus dem Weltraum erkennen. Um genau zu sein: Laut dem Spin-off könne die Infrarottechnik schon zwei Wochen vorher voraussagen, dass es Zeit wird, das Feld zu bewässern.

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Einsparen von Süßwasser

Mit diesen genauen Vorhersagen soll zukünftig wertvolles Trinkwasser gespart werden. Wenn Landwirt:innen nur dann gießen, wenn es auch notwendig ist, werden die knappen Wasserressourcen effektiver genutzt. Außerdem wäre aus laut ConstellR möglich, mit ihrem System Veränderungen im Gesundheitszustand von Nutzpflanzen Tage bis Wochen vor ihrem Auftreten zu erkennen. Das ermögliche es den Landwirt:innen, frühzeitig auf potenzielle Ernterisiken und -verluste zu reagieren und diese zu mindern. Dadurch würde das Risiko von Ernteausfällen oder -schäden erheblich reduziert werden – ganz ohne die Umwelt zu schädigen. 

Fast abstrakte Kunst – die Ergebnisse der Überwachung sind bunte Karten ©ConstellR

Zusammenarbeit mit Fachunternehmen

Die Karten, die der Satelliten-Schwarm den Entwickler:innen als Ergebnis liefert, sind Flächen voller bunter Punkte in Blau, Türkis, Gelb, Orange und Rot. Da Laien mit diesen bunten “Kunstwerken” kaum etwas anfangen könnten, sieht ConstellR eher Fachunternehmen als Kund:innen. Dazu gehörten Organisationen aus der Agraranalytik, der Agrar- und Ernährungswirtschaft sowie der Agrarpolitik. Diese könnten dann die Daten auswerten und als Prognosen an die Landwirt:innen weitergeben. Zudem könnte so vielleicht auch der Bedarf von Pflanzenschutzmitteln oder ähnliches zukünftig aus der Luft erkannt werden. 

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Bis damit jedoch so viel Wasser eingespart wird, dass es in der Bilanz tatsächlich einen Unterschied macht, könnte es noch dauern. Der Satellit, der am 19. Februar ins All geschickt werden soll, ist lediglich ein Prototyp. Mit diesem soll in erster Linie das Spiegelteleskop mit der Thermalinfrarotkamera und einem miniaturisierten Computer zur Datenverarbeitung getestet werden. Dies hätte noch nichts direkt mit satellitenspezifischen Fragen,  wie etwa der Stromversorgung, Kommunikation und Positionierung auf einer bestimmten Umlaufbahn zu tun, so Heise. So sollen erst bis Ende des Jahres 2024 die ersten vier ConstellR-Satelliten im All sein. 

Das deutsche Bundeswirtschaftsministerium fördert den aktuellen Start des Prototypen.

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