7.7.2021 | Gottardo Pestalozzi | News WSL
Die Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL lanciert ihr erstes Spin-off-Unternehmen, das ein bahnbrechendes Gerät zur Wassererkennung vertreibt. Das von einer Drohne getragene Instrument ist eine kostengünstige Alternative zu satelliten- und bodengestützten Feuchtigkeitsmessungen und unterstützt unter anderem die intelligente Landwirtschaft, die Erkennung von Waldbränden oder die Gletscherüberwachung. Die neue Firma ist das Ergebnis langjähriger L-Band-Mikrowellenforschung an der WSL.
Ganz gleich, ob es um austrocknendes Ackerland, schmelzende Gletscher, immer häufiger auftretende Waldbrände oder vom Anstieg des Meeresspiegels bedrohte Küstenstädte geht – eine wichtige Frage lautet: Wie können wir Veränderungen der in einem Gebiet zur Verfügung stehenden Wassermengen verstehen und Strategien zur Schadensbegrenzung finden?
Ein WSL-Team hat ein drohnengetragenes Gerät entwickelt, das kostengünstig hochauflösende Daten über Ackerland, Gletscher, Waldbrände und Küsteninfrastrukturen liefert, für die allesamt Wasser eine unmittelbare Rolle spielt. Obwohl satellitengestützte Erdbeobachtungstechnologien eine grosse Hilfe bei der Überwachung unseres sich verändernden Planeten sind, kann man nur begrenzte Schlüsse aus Daten ziehen, die aus einer Entfernung von mehr als 500 Kilometern erhoben wurden. Ebenso können bodengestützte Einzelpunktsensoren nur eine begrenzte Menge an Daten liefern, da sie nicht in der Lage sind, räumliche Informationen zu erfassen. Dieses wird nun von der neu gegründeten Firma TerraRad Tech AG weiter entwickelt und vertrieben.
Ein drohnengetragenes Mikrowellen-Radiometer
Die spezifische elektromagnetische Frequenz des L-Bandes mit einer Wellenlänge von 21 Zentimetern ist hochempfindlich für flüssiges Wasser. Mithilfe von Radiometern können Spezialisten Wasser tief in Böden, Schnee und Eis aufspüren. Die Forschungsgruppe für Mikrowellen-Fernerkundung an der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL entwickelt und verbessert die Radiometer seit 1995. Mit ihren am Boden stationierten Grossgeräten halfen die WSL-Ingenieure zunächst dabei, im Rahmen des SMOS-Projekts Messdaten von Satelliten der NASA und der ESA zu beurteilen. Im Jahr 2019 entwickelten sie eine kompaktere Version des Radiometers, die während der MOSAiC-Expedition im arktischen Meer betrieben wurde. Schliesslich gelang es der Gruppe, das Gerät so weit zu miniaturisieren, dass es leicht und klein genug war, um von einer Drohne befördert zu werden.
Zu den möglichen Anwendungen für den Sensor gehören die Optimierung von Bewässerung und Ertragsvorhersagen in der Landwirtschaft, die Überwachung der Gletscherhydrologie, die Kartierung und Risikobewertung von Waldbränden sowie die Identifizierung von Lecks in Deichen und Dämmen.
Das neue Unternehmen: TerraRad Tech AG
TerraRad Tech AG, das erste Spin-off-Unternehmen der WSL überhaupt, hat das drohnengestützte Mikrowellen-Radiometer auf den Markt gebracht, mit dem Schwerpunkt auf Agrartechnik. In trockenen Regionen wie Australien, dem Westen der USA und Israel wie auch bei der Bewässerung hochwertiger Feldfrüchte weltweit wird eine optimale Nutzung der Bewässerung und eine Steigerung des Flächenertrags erforderlich sein, um die wachsende Bevölkerung zu ernähren. TerraRad bietet hier Möglichkeiten, die Satellitensensoren, drohnengestützten Infrarot- (IR) oder Kartierungssystemen für sichtbare Erdstrukturen bisher nicht zugänglich waren.
Christoph Hegg, acting Director der WSL, sagt: "Wir freuen uns sehr, dass unsere langjährigen Forschungen und Projekte im Bereich der Mikrowellen-Fernerkundung zu einem solch bahnbrechenden Produkt geführt haben. Das neue Unternehmen wird eigenständig agieren, aber die laufende Zusammenarbeit mit der WSL wird dazu beitragen, die Mikrowellen-Fernerkundungssysteme kontinuierlich weiterzuentwickeln".
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TerraRad Tech arbeitet daran, Synergien zwischen Gesellschaften und den endlichen natürlichen Ressourcen unseres Planeten zu schaffen. Unser Ziel ist es, Effizienz und Nachhaltigkeit zu optimieren, indem wir das Potenzial der Fernerkundungstechnologie nutzen.
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Im Rahmen der Arktis-Expedition MOSAiC liess sich das Forschungsschiff "Polarstern" ein Jahrlang im Eis treiben. Auf dem Eis war unter vielen anderen Instrumenten auch das Radiometer der WSL im Einsatz.
Um den globalen Wasserkreislauf besser zu verstehen und die Zuverlässigkeit von Wettervorhersagen zu erhöhen, messen Satelliten die Bodenfeuchte auf der Erde. Für Vergleichsaufzeichnungen am Boden kommen Radiometer zum Einsatz, die unter anderem an der WSL entwickelt wurden. Sie stehen zum Beispiel in Davos Laret (CH) oder auf dem Tibetischen Hochplateau. Wie viel Wasser in Böden, der Vegetation und im Schnee vorhanden ist, lässt sich aus der gemessenen Mikrowellenstrahlung berechnen.
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