ESA präsentiert erstes kalibriertes Farbnachtmosaik Europas, erstellt aus ISS-Aufnahmen

Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) hat ein hochauflösendes Nachtmosaik von Europa veröffentlicht. Dies stellt die erste Farbkomposition dar, die aus kalibrierten, weltraumgestützten Bildern zusammengestellt wurde. Dieses detaillierte visuelle Produkt entstand durch die Zusammenführung von über 7.000 Fotografien, welche Astronauten an Bord der Internationalen Raumstation (ISS) im Laufe des Jahres 2017 aufgenommen hatten. Bis zum Jahr 2021 diente die ISS als die primäre Umlaufplattform, die in der Lage war, derart hochwertige Echtfarbvisualisierungen der nächtlichen Erdoberfläche zu liefern.

Die räumliche Auflösung dieser von Astronauten erstellten Fotografien erreicht beachtliche fünf Meter pro Pixel. Dies übertrifft signifikant die üblichen Erfassungskapazitäten vieler moderner Erdbeobachtungssatelliten. Dr. Alejandro Sánchez de Miguel, der Leiter der Initiative „Cities at Night“, merkte an, dass ein Großteil der existierenden Nachtaufnahmen Europas auf künstlerischen Interpretationen basierender, monochromatischen Daten beruht, denen es an echter spektraler Information mangelt. Das Projekt „Cities at Night“ setzte für die Verarbeitung der Rohbilder und die Korrektur optischer Verzerrungen während der Aufnahme auf Algorithmen der Künstlichen Intelligenz sowie auf Beiträge aus der Bürgerwissenschaft.

Farbliche Nuancen innerhalb des Mosaiks geben direkte Hinweise auf die vorherrschende Beleuchtungstechnologie in den verschiedenen Regionen Europas. Gebiete, die wärmere, rötliche Töne aufweisen, korrelieren typischerweise mit älteren Natriumdampflampen. Im Gegensatz dazu signalisieren Regionen, die mit weißerem und blauerem Licht erhellt sind, die weitreichende Implementierung moderner Leuchtdioden (LEDs) in der Straßenbeleuchtung. Dieser Übergang hin zu einem weißeren, bläulichen Spektrum ist wissenschaftlich bedenklich. Experten warnen davor, dass dessen Ausbreitung die natürlichen nächtlichen Zyklen beeinträchtigt und ökologische sowie physiologische Herausforderungen mit sich bringt, da zirkadiane Rhythmen beeinflusst werden.

Wissenschaftliche Untersuchungen haben drei wesentliche schädliche Auswirkungen dieser Entwicklung identifiziert: die Unterdrückung des schlafregulierenden Hormons Melatonin, nachteilige Verhaltensreaktionen bei Insekten und Fledermäusen sowie eine verminderte Sichtbarkeit astronomischer Objekte. Dr. Sánchez de Miguel hob den historischen Wert dieses kalibrierten Materials hervor. Er betonte, es biete eine bedeutende Chance, die Lichtverschmutzungsniveaus retrospektiv zu analysieren, und zwar für die Zeit vor der Ära farbempfindlicher Satelliten. Die Bekanntgabe dieses Mosaiks Ende 2025 bestätigt dessen unmittelbaren Nutzen für die aktuelle Umweltüberwachung und Forschung.

Die hohe Auflösung der Astronautenbilder steht im Kontrast zu den Daten niedrigerer Auflösung von Satelliten, wie beispielsweise dem Visible Infrared Imaging Radiometer Suite Day-Night Band (VIIRS DNB), welcher typischerweise eine Auflösung von etwa 750 Metern liefert. Das Projekt „Cities at Night“, das Bürgerwissenschaftler durch Phasen wie „Dark Skies“ und „Lost at Night“ einbezieht, hat das Ziel, fast eine halbe Million Fotografien zu katalogisieren und georeferenzieren, um die Erde nachts in Echtfarben abzubilden. Diese Anstrengung ist umso wichtiger, als die globale nächtliche Helligkeit in den letzten zehn Jahren jährlich um ungefähr 10 Prozent zugenommen hat.

Zudem hat die Einführung von LEDs, die eigentlich zur Energieeinsparung gedacht war, teilweise einen „Rebound“-Effekt ausgelöst. Dieser führte global zu einer Zunahme der Gesamtbeleuchtung und trug zwischen 2012 und 2015 in fast 60 Ländern zu einer Steigerung der Lichtverschmutzung um 110 bis 150 Prozent bei. Allein die Beleuchtung durch Straßenlaternen im Gebiet der Europäischen Union wurde zuvor auf jährlich 6,8 Milliarden Euro geschätzt, was die ökonomischen und ökologischen Dimensionen dieser Forschung unterstreicht.