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Ein Feuerwehrmann, der die App von OroraTech und Rosenbauer nutzt, um die Ausbreitung von Waldbränden zu erkennen. Bildrechte: Rosenbauer, OroraTech

Raumfahrt made in GermanyWaldbrände schneller aus dem Weltraum erkennen

19. Mai 2023, 14:09 Uhr

Ein Start-up aus Deutschland will bei der globalen Waldbrandbekämpfung helfen. OroraTech aus München hat sich auf die Früherkennung von Waldbränden spezialisiert. Doch nicht etwa durch mehr Feuertürme oder eine Hubschrauber- oder Drohnenflotte, sondern per Satellit. Wie wichtig die Früherkennung ist, zeigt auch die Waldbrandsaison 2023, die in Kanada bereits außer Kontrolle geraten ist. Auch in Sachsen brannte es bereits.

von Patrick Klapetz

Trockenheit, Dürren, nur ein kleiner Funke und es kann der Anfang einer Katastrophe sein. Erst das trockene Geäst am Boden, dann ein Busch und irgendwann die Bäume. Waldbrände fangen klein an, können sich aber auf enorme Strecken ausbreiten. Rauch und Feuer sind dann der Tod von Pflanzen, Tieren und auch Menschen. So war es am Donnerstag (18.5.) in der Böhmischen Schweiz. Einer richtigen Katastrophe ist der Westen Kanadas ausgesetzt. In vier Provinzen – British Columbia, Alberta, Saskatchewan und in den Nordwest-Territorien – brennt es. 

In Alberta sind derzeit 27 Flächenbrände außer Kontrolle. "Die Situation in Alberta bleibt sehr besorgniserregend und gefährlich", erklärte der kanadische Minister für öffentliche Sicherheit, Bill Blair, am Mittwoch (17. Mai 2023) in der Hauptstadt Ottawa. Allein in dieser Provinz sind 400 Soldaten und 2.500 Feuerwehrleute im ständigen Einsatz. Dass sich sie Lage beruhigt, ist nicht zu erwarten. Das Land startete wegen der Waldbrände einen internationalen Hilferuf und stellt sich auf einen katastrophalen Sommer ein.

Der Waldbrand von Fox Lake (Alberta, Kanada) am 3. und 8. Mai 2023 vom Weltraum aus aufgenommen. Bildrechte: OroraTech

Waldbrände frühzeitig erkennen. Aber wie?

Und es ist nicht das einzige Land, dass immer wieder von feurigen Katastrophen heimgesucht wird.  In den meisten Fällen ist der Mensch selbst schuld. Unachtsam weggeworfener Müll, Absenkung des Grundwasserpegels, der menschgemachte Klimawandel und die damit einhergehenden Dürreperioden sind nur einige Beispiele. Eine aktuelle Studie zeigte gerade, dass weniger als 100 Unternehmen Mitschuld an den zunehmenden Bränden in Nordamerika haben.

Umso wichtiger ist es, Waldbrände noch bevor sie zum Großbrand werden, im Keim zu ersticken. Dafür muss man sie erkennen. Feuertürme können dabei behilflich sein. Doch sie sind nicht das einzige Mittel zur Früherkennung. Satelliten-Aufnahmen können bereits erste Anzeichen von Bränden erfassen. 

Ein deutschen New-Space-Start-up hat sich auf das Waldbrand-Monitoring aus dem Weltraum, also das frühzeitige Erkennen von Waldbränden mit Satelliten-Aufnahmen, spezialisiert: OroraTech aus München.

Unser Planet hat ja wirklich ein Problem. Ich würde sagen, unser Planet hat Fieber! Und wie reagiert man darauf? Mit guten Messungen, also mit genug Daten.

Thomas Grübler, CEO OroraTech

Mit Wärmebildkameras ausgestattete Satelliten können Waldbrände frühzeitig sichtbar machen und Waldmanager oder Förster zum Handeln bewegen.

Waldbrände vom Weltraum aus erkennen

Eine große Datenmenge gibt es bereits heute und diese Daten sind öffentlich zugänglich – wie die weltweite Feuerkarte der amerikanischen Raumfahrtbehörde Nasa: das Fire Information for Resource Management System FIRMS (engl. Brandinformationen für das Ressourcenmanagementsystem).

Ein Portrait von Thomas Grübler, dem CEO von OroraTech. Bildrechte: OroraTech

Doch "komischerweise nutzen die Kunden nicht einmal die Daten, die es schon gibt", erzählt Thomas Grübler im Interview mit MDR WISSEN. Er ist der CEO von OroraTech und schickt seinen Kunden entsprechende Notifikationen bei Bränden in ihrer Region, auf die sie reagieren können.

Wie funktioniert das System?

Mit dem System kann man bereits kleine Waldbrände erkennen. "0,1 Hektar hat schon funktioniert", lautete das Feedback eines Kunden. Die Auflösung liegt bei einem Kilometer pro Pixel, in dem sich auch die meisten öffentlichen Datenkarten bewegen.

OroraTech möchte jedoch eine höhere Auflösung liefern: "Wir gehen bei unseren eigenen Satelliten davon aus, dass wir bereits unter zehn mal zehn Meter große Feuer erkennen können", sagt Thomas Grübler. Doch diese Satelliten sind noch in der Entwicklung. Bis sie im Einsatz sind, muss man sich mit einer Auflösung von 200 Mal 200 Metern pro Pixel begnügen.

Eine künstlerische Darstellung eines FOREST-Satelliten von OroraTech über der Erde. Bildrechte: OroraTech

Bisher musste das Start-up für sein System auf bestehende Datensätze zugreifen. Doch diese sind löchrig, beschreibt es der CEO und führt fort: "Wir haben in den öffentlich zur Verfügung gestellten Daten auf sechs Stunden überhaupt keine Datenaufzeichnungen." Zudem kommen die Daten oft mit einer zweistündigen Verzögerung an.

Unser Ziel ist es wirklich, lückenlos alle 30 Minuten die ganze Welt beobachten zu können.

Thomas Grübler, CEO OroraTech

Möglich macht das die Miniaturisierung der Technik. Früher waren Satelliten so groß wie Autos, so Grübler, und heute passen gute Wärmebildkameras in Satelliten, die so groß wie ein Schuhkarton sind. Zusätzlich verarbeitet der Bordrechner die Rohdaten schon im All, was hilft, die Daten rasch zum Anwender zu bekommen. 

Großbrand oder kleines Feuerchen?

Doch wie entsteht eigentlich ein Waldbrand? Grübler weiß das unter anderem, weil er früher selbst Feuerwehrmann war. Er ist "auch noch immer eingeschrieben", hat jedoch nicht mehr die Zeit für den aktiven Dienst.

Irgendwo brennt es immer. "Dann ist das Unterholz weg und ein gesunder Baum, der bleibt dann stehen, weil er so voll mit Lebensenergie, mit Wasser ist – der überlebt das eigentlich", sagt Grübler. Doch das ist bei Trockenheit und Dürren anders, die durch den Klimawandel häufiger und intensiver auftreten: "Wenn es so supertrocken ist, dann fängt auch der Baum an zu brennen und dann wird es so ein richtiger Großbrand."

Verkohlte Bäume 2022 in der Böhmischen Schweiz Bildrechte: dpa

In Gebieten mit einer großen Bevölkerungsdichte fällt ein Brand schnell auf. "In Bayern erkennt man das spätestes nach 15 bis 20 Minuten. Da war ein Spaziergänger dort und hat es erkannt", sagt Grübler. Doch es gibt Gebiete, die sind so groß, "da brennt es oft zwei, drei Tage und keiner kriegt das mit."

Ein Notfallkanal für Waldbrände

In Verbindung mit den öffentlichen Daten und der eigenen geplanten Satelliten-Flotte, die mit Wärmebild-, optischen und Rottemperatur-Kameras ausgestattet sind, sollen Waldbrände schneller erkannt werden. Bis 2024 will das Unternehmen alle 12 Stunden neue Daten von einem Gebiet liefern können, bis 2026 soll eine 30-minütigen Wiederholungsflugrate der Nanosatelliten erreicht werden. Da die Satelliten sonnensynchron fliegen, steht der Satellit von der Erde aus gesehen immer zur selben Uhrzeit an derselben Position.

Somit erhalten Feuerwehrleute oder Forscher zur Nachmittagszeit täglich neue Daten. In Verbindung mit den öffentlichen Daten erhalten die Kundinnen und Kunden bei Gefahr dann eine Benachrichtigung: "Unsere Kunden bekommen wirklich eine E-Mail, wann es bei Ihnen im Gebiet brennt. Oder irgendwie eine andere Benachrichtigung, über den Emergency-Kanal, den sie sich wünschen." Neben E-Mail-Benachrichtigungen kann das beispielsweise WhatsApp sein, wie bei seinem südamerikanischen Kunden.

In der Benachrichtigung ist eine Google Maps-ähnliche Oberfläche eingebaut. Darin ist der Brand eingezeichnet. Wenn man drauf klickt, sieht man: "Wann war der erste Fall, der zweite, der dritte? Dann kann man ein Overlay aktivieren", indem man sich die "Bodenfeuchtigkeit oder Vegetation ansehen" kann.

Waldbrände vom Weltraum aus erkennen. Die App von OroraTech zeigt, wo es brennt. Bildrechte: Rosenbauer, OroraTech

Nun hängt es von den Kunden ab, wie sie auf die Benachrichtigung reagieren. Besonders wenn der wirtschaftliche Drang groß ist – das könnte beispielsweise bei einer Waldplantage für die Papierherstellung der Fall sein – gibt es sogenannte Hochrisiko-Gebiete. Laut Grübler gehen diese Kunden "bei jeder Fehldetektion sogar heraus und überprüfen das". Andere Kunden warten erst einmal ab, bis "der zweite Satellit bewiesen hat, dass das ein Feuer ist." Bei denen ist das Benachrichtigungslevel anders eingestellt.

Erster richtige Kunde wegen Corona-Pandemie

Die Corona-Pandemie hatte dem Unternehmen in die Arme gespielt. Das Angebot von OroraTech ist direkt mit dem Lockdown gestartet, während der erste Kunde in Südafrika "seine Leute von den Feuertürmen runternehmen musste". Der Grund: "Da hatte man durch Corona nicht mit zwei Leuten Platz." Zwar hätte das Startup den Markt auch anderes betreten können, jedoch hat es auch so geklappt. Und das bei einem erfahrenen Kunden, "der nur auf das vertraut, was er schon kennt".

Selbst nach der Lockerung des Lockdowns blieb der Kunde aus Südafrika erhalten. Besonders in Gebieten, in denen Waldbrände sehr riskant sind, lässt sich das Satellitensystem komplementär zu bestehenden Systemen nutzen. Dabei ist eines für Grübler klar: "Ein Turm-Überwachungssystem ist das Beste, was man haben kann, also Türme, die mit Kameras alles beobachten."

Jedoch gibt es auch Zeiten, an denen man mit den Türmen nur wenig erkennen kann. Beispielsweise wenn Feuer zunächst gar nicht rauchen. Dann kann man auf den Wärmebildern aus dem Weltraum mehr erkennen. Zudem sind Turmsysteme teurer und an weniger risikoreichen Tagen oder beispielsweise in kühleren Nächten kann das Satellitensystem attraktiver sein. Dafür kann man mit den Satelliten nicht durch Wolken schauen. 

Zusammenarbeit mit Feuerwehrhersteller und weitere Erschließungsfelder

Mit den Satellitendaten kann man zudem "die ganze Bodenfeuchte" oder "die Vegetation" erkennen. Das Raumfahrt-Start-up ConstellR aus Freiburg hat diese Technik 2022 auf der Internationalen Raumstation ISS getestet, um seinen Kundinnen und Kunden zielgenaue Bewässerungstipps für die Agrarwirtschaft zu liefern. In Zukunft könnte dieses Anwendungsfeld ebenfalls nützlich sein. Doch das Start-up arbeitet auch an einem weiteren Projekt:

Wir entwickeln gerade eigene Algorithmen zur Waldbrand-Simulation.

Thomas Grübler, CEO OroraTech

Mit dem Feuerwehrbedarf-Hersteller Rosenbauer ist OroraTech eine Kooperation eingegangen, bei der man den Einsatz-Managern eine Simulation vor Ort in die Hand gibt. Diese sagt voraus, wohin sich der Waldbrand in ein oder zwei Tagen entwickeln kann. An dieser Stelle können dann die Bäume weggeschlagen werden und der Brand könnte dort tatsächlich aufgehalten werden. Die Simulationssoftware Wildfire Service (WFS) kam auch bei den Waldbränden in der Sächsischen Schweiz im Sommer 2022 zum Einsatz. 

Thomas Grüber blickt positiv in die Zukunft: OroraTech hat vor Kurzem eine Tochterfirma in Kanada gegründet. Hilfreich war dabei ihre Arbeit bei den Waldbränden in Chile im Februar 2023. Dennoch würde er sich auch über die Bundesregierung als Kunden sehr freuen. Bis die eigene Flotte aus acht Satelliten fliegt, werden noch mindestens drei Jahre vergehen.

Links/Studien

Dieses Thema im Programm:MDR SACHSEN | SACHSENSPIEGEL | 18. Mai 2023 | 19:00 Uhr

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