Süßwasser sparen

Mikrosatelliten gegen Wasserverschwendung

18. Februar 2022, 7:29 Uhr | dpa ha
Die Landwirtschaft verbraucht 70 Prozent des weltweit zugänglichen Süßwassers. 60 Prozent davon werden verschwendet. Das will der Freiburger Start-up ConstellR mit Hilfe von Mikrosatelliten (im Bild die Infrarotoptik) verhindern. 
Die Landwirtschaft verbraucht 70 Prozent des weltweit zugänglichen Süßwassers. 60 Prozent davon werden verschwendet. Das will der Freiburger Start-up ConstellR mit Hilfe von Mikrosatelliten (im Bild die Infrarotoptik) verhindern. 
© ConstellR

Mit einem Schwarm von Mikrosatelliten will ein Freiburger Start-up die Wasserverschwendung in der Landwirtschaft begrenzen.


Sie sind so groß wie Schuhkartons und sammeln Daten zur Temperatur an der Erdoberfläche. Das helfe den Wasserbedarf abzuschätzen, sagt Marius Bierdel, CTO von ConstellR: »Wenn es Pflanzen schlecht geht, werden sie bräunlich und welk. Dann ist es aber zu spät.« Dank der Infrarottechnik, mit der die Mikrosatelliten des Freiburger Start-ups ConstellR ausgestattet sind, soll schon zwei Wochen früher sichtbar werden, wo Bedarf zu wässern besteht. Auf der anderen Seite könne verhindert werden, an anderen Stellen Wasser zu verschwenden, sagt Bierdel. ConstellR ist eine Ausgründung des Fraunhofer-Instituts für Kurzzeitdynamik (EMI) in Freiburg, das das Projekt geleitet hat.

400 mal weniger Kosten, unter 100 m Auflösung

Doch sammeln nicht schon bestehende Wetterstelliten die dazu erforderlichen Daten? Das stimmt zwar, aber diese Satelliten sind so groß wie ein Bus und kosten schon mal 800 Mio. Euro. Also gibt es nur wenige von ihnen – und das Land eines bestimmten Bauern überstreicht er nur einmal alle paar Wochen. »Doch die Daten auf die Felder einzelner Bauern herunterzubrechen, ist für die Landwirtschaft entscheidend«, erklärt Bierderl. Genau dazu eignet sich die neue Technik von ConstellR: Über die schuhschachtelgroßen Satelliten reduzieren sich die Kosten um den Faktor 400 und die Auflösung verbessert sich auf unter 100 m. 

Marius Bierdel, CTO von ConstellR: »Die Daten auf die Felder einzelner Bauern herunterzubrechen, ist für die Landwirtschaft entscheidend. Erst dann kann Wasser optimal eingesetzt werden.«
Marius Bierdel, CTO von ConstellR: »Die Daten auf die Felder einzelner Bauern herunterzubrechen, ist für die Landwirtschaft entscheidend. Erst dann kann Wasser optimal eingesetzt werden.«
© ConstellR

Weltraumtest des Prototypen auf der ISS

Um die Technologie – in erster Linie ein Spiegelteleskop mit einer Thermalinfrarotkamera und einem miniaturisierten Computer zur Datenverarbeitung – vorher zu testen, soll ein Prototyp des Messinstruments am 19. Februar zur Raumstation ISS geschickt werden. Erst in einem weiteren Schritt soll es um satellitenspezifische Fragen etwa zur Stromversorgung, Kommunikation und Positionierung auf einer bestimmten Umlaufbahn gehen. »Das sind viele Baustellen, die mit der Kerntechnologie erstmal nichts zu tun haben«, erläutert Bierdel.

Bis Ende 2024 sollen die ersten vier ConstellR-Satelliten im All sein, so der Plan: »Damit können wir schon 10 Prozent der weltweiten landwirtschaftlich genutzten Fläche abdecken.«

Ergebnis der Messungen sind Heatmaps, Karten voller bunter Punkte. Fachunternehmen sollen die Daten dann auswerten. Sie könnten nicht nur in der Landwirtschaft Anwendung finden, hofft Bierdel. »Sie könnten auch Wettermodelle genauer machen, bei der Stadtplanung helfen oder ein effektiveres Katastrophenmanagement vorantreiben.«

Der Heatmap lassen sich die Informationen darüber entnehmen, wann und wo bewässert werden muss.
Der Heatmap lassen sich die Informationen darüber entnehmen, wann und wo bewässert werden muss.
© ConstellR

Heute wird das meiste Wasser verschwendet

Die Landwirtschaft verbraucht der Umweltschutzorganisation WWF zufolge 70 Prozent des weltweit zugänglichen Süßwassers. Durch undichte Bewässerungssysteme, ineffiziente Anwendungsmethoden sowie Pflanzen, die gemessen an ihrer Umgebung zu viel Wasser brauchen, würden jedoch 60 Prozent davon verschwendet. Ähnliche Zahlen nennen etwa die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) und eine Studie unter anderem des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung und der Humboldt-Universität zu Berlin.

Der Deutsche Bauernverband zeigt großes Interesse

Hier setzen Bierdel und sein Team an: Ihre Daten wollen sie in erster Linie Unternehmen bereitstellen, die Agrardaten analysieren und die Erkenntnisse daraus an ihre Kunden weitergeben. Dass es in der Branche durchaus Interesse gibt, wird beim Deutschen Bauernverband deutlich: Die Hoffnung sei groß, dass satellitenbasierte Messinstrumente wie das entwickelte helfen, in der Landwirtschaft nachhaltiger mit der Ressource Wasser umgehen zu können, teilt eine Sprecherin mit. »Wir gehen aber davon aus, dass diese Technik nicht nur für Bewässerung oder Bodenfeuchtemessung genutzt werden kann.« Wichtigste Anwendung für Satellitendaten seien GPS-Dienste zur präziseren und gezielteren Ausbringung von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln.

Erdbeobachtung aus dem All ist an sich nichts Neues. Die Deutsche Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) listet eine ganze Reihe laufender und abgeschlossener Projekte auf. Raumfahrtagentur-Experte Michael Nyenhuis sieht kommerzielle Projekte als Ergänzung zu den staatlich finanzierten, die gröbere Daten lieferten und meist weniger spezifisch eingesetzt würden.


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