Mit der ESA-Mission FLEX beginnt eine neue Ära der Pflanzenforschung aus dem All. Der eigens für die Beobachtung der Photosynthese entwickelte Satellit soll zeigen, wie Pflanzen weltweit auf Trockenheit, Hitze und andere Umweltstressoren reagieren. Die Erkenntnisse können dazu beitragen, eine klimaresiliente Landwirtschaft zu entwickeln, natürliche Ökosysteme besser zu schützen und langfristig die Ernährungssicherheit zu stärken. Das Forschungszentrum Jülich betreibt das deutsche FLEX-Projektbüro, bringt seine wissenschaftliche Expertise in die Mission ein und bereitet Forschende auf die Nutzung der frei verfügbaren Satellitendaten vor.
Wie reagieren Pflanzen auf Trockenheit und Hitze? Welche Rolle spielen Wälder und landwirtschaftliche Flächen im globalen Kohlenstoffkreislauf? Antworten auf diese Fragen soll künftig die Satellitenmission FLEX (FLuorescence EXplorer) der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) liefern, die voraussichtlich am 15. September 2026 (03:21 Uhr MESZ) startet. Erstmals wird dabei die Photosynthese von Pflanzen weltweit mithilfe eines eigens dafür entwickelten Satelliten aus dem All beobachtet.
FLEX misst die sonneninduzierte Chlorophyllfluoreszenz (Solar-Induced Fluorescence, SIF) – ein schwaches Lichtsignal, das Pflanzen während der Photosynthese aussenden. Daraus lässt sich ableiten, wie aktiv Pflanzen sind und ob sie unter Trockenheit, Hitze oder anderem Umweltstress leiden – oft lange bevor sichtbare Schäden auftreten. Die Mission wird erstmals globale Karten der Photosyntheseaktivität liefern und damit neue Erkenntnisse darüber ermöglichen, wie Vegetation auf den Klimawandel reagiert und welche Rolle sie für den Kohlenstoff- und Wasserkreislauf spielt.
Jülicher Expertise begleitet die Mission seit 2015
Das Forschungszentrum Jülich begleitet die FLEX-Mission seit ihrer Auswahl als ESA-Earth-Explorer-Mission im Jahr 2015. Aufgrund seiner langjährigen Expertise in der Photosyntheseforschung und der Messung von Pflanzen unter natürlichen Bedingungen, übernimmt Jülich mehrere zentrale Aufgaben innerhalb der Mission.
Forschende vom IBG-2 bringen ihre Expertise in die wissenschaftliche Weiterentwicklung der Mission ein. Prof. Uwe Rascher gehört der Mission Advisory Group der ESA-FLEX-Mission an. Außerdem entwickelt das IBG-2 hochspezialisierte Sensorsysteme für Validierungsmessungen am Boden und aus der Luft. Mit diesen Instrumenten werden die Jülicher Forschenden nach dem Start des Satelliten im Rahmen internationaler Messkampagnen die FLEX-Daten überprüfen und mit Referenzmessungen vergleichen. Die Validierung ist entscheidend, um die Qualität und wissenschaftliche Aussagekraft der Satellitendaten sicherzustellen.
Offene Daten für Forschung und Innovation
Mit dem erfolgreichen Start beginnt nicht nur die wissenschaftliche Validierung der Satellitendaten – für die Wissenschaft fängt die eigentliche Arbeit erst an: Die frei verfügbaren FLEX-Daten müssen ausgewertet und für neue Anwendungen erschlossen werden.
Das deutsche FLEX-Projektbüro am Forschungszentrum Jülich, das von der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR beauftragt wurde, baut eine deutsche Nutzergemeinschaft für diese Daten auf. Es unterstützt Forschende sowie Anwender:innen dabei, die Daten zu nutzen, entwickelt Nutzungskonzepte und vernetzt die Community mit nationalen und internationalen Partnern.
„Damit das wissenschaftliche Potenzial der Mission möglichst schnell ausgeschöpft werden kann, braucht es eine gut vernetzte Community, die die Daten für unterschiedlichste Fragestellungen nutzt. Unser Ziel ist es, Forschende dabei zu unterstützen, neue Anwendungen zu entwickeln und den Mehrwert der FLEX-Daten für Wissenschaft und Gesellschaft sichtbar zu machen“, sagt Dr. Juliane Bendig, Leiterin des deutschen FLEX-Projektbüros am Forschungszentrum Jülich.
Die frei verfügbaren Daten sollen so möglichst schnell Eingang in Forschung und Anwendung finden – von der Klimaforschung über die Landwirtschaft bis zum Umweltmonitoring.
Europäische Spitzenforschung für globale Herausforderungen
FLEX ist die achte Earth-Explorer-Mission der ESA und ein Beispiel dafür, wie europäische Spitzenforschung Antworten auf globale Herausforderungen entwickeln kann. Die Mission vereint die Expertise von Raumfahrtorganisationen sowie Forschungseinrichtungen aus zahlreichen Ländern Europas. Indem Europa dabei eigene wissenschaftliche und technologische Kompetenzen in der Erdbeobachtung bündelt und weiterentwickelt, leistet die Mission zugleich einen Beitrag zur technologischen Souveränität Europas. Das Forschungszentrum Jülich bringt dabei seine wissenschaftliche Kompetenz in der Pflanzenfernerkundung und Photosyntheseforschung sowie seine langjährige Erfahrung in der wissenschaftlichen Begleitung von Erdbeobachtungsmissionen ein und trägt dazu bei, dass die Mission ihr volles wissenschaftliches Potenzial entfalten kann.
Quelle: Forschungszentrum Jülich