umfasst die Entwicklung und Bau von meteorologischen Missionen in Zusammenarbeit mit EUMETSAT, die Initiierung von Missionen unter der Beteiligung von nur einiger Mitgliedsländer auf freiwilliger Basis, und die Entwicklung von langfristig garantierten Datendienste wie auch Services, die dem öffentlichen Nutzen und der Kommerzialisierung und Technologieentwicklung in der Erdbeobachtung dienen. So werden insbesondere zukünftige Satellitensysteme und Dienstleistungen für den operationellen Routinebetrieb außerhalb des ESA-Rahmens vorbereitet.
Prominente Beispiele sind der Copernicus Vorgänger GMES und der (AWS) als Demonstrator für eine geplante EUMETSAT Konstellation „EPS Sterna“ zur Beobachtung des arktischen Wetters. Die Programmelemente umfassen Aktivitäten mit eher operativem Charakter. Deutschland ist Stand 2025 an den folgenden Earth Watch Teilprogrammen beteiligt:
Diese umfassen die Aufbereitung von Satellitenbeobachtungen für Klimaanwendungen (), die Förderung von innovativen kommerziellen Ideen in der Erdbeobachtung (), der Unterstützung von Entwicklungsländern in der und mit Mitteln der Erdbeobachtung (GDA), der Anwendung von neuen mächtigen Methoden der Informationstechnik in der Erdbeobachtung (), sowie die (AWS) als Demonstrator für eine geplante EUMETSAT Konstellation.
Die Teilprogramme und werden nach der ESA-Ministerratskonferenz 2025 in die neue Programmlinie des FutureEO Programms eingegliedert.
Aufbau/Struktur
und die Programmelemente bilden zusammen mit der das Erdbeobachtungsprogramm der ESA, welches alle Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten für innovative und operationelle Missionen und Nutzung der Daten im Bereich der Erdbeobachtung zusammenfasst. Somit umfasst das Erdbeobachtungsprogramm der ESA sowohl die wissenschaftliche Forschung, den Aufbau von operationellen Satellitensystemen und Services als auch praktische Anwendungen:
- ermöglicht durch die gezielte Technologievorbereitung die Entwicklung, den Bau und den Betrieb von neuen und innovativen Erdbeobachtungsmissionen mit klar definierten wissenschaftlichen Zielen. Ergänzt wird der Betrieb durch eine umfassende Förderung der wissenschaftlichen Datenanwendung;
- setzt aufbauend aus den Erfahrungen von operationelle Missionen im Bereich Meteorologie um, fördert innovative Ansätze für Missionen, integriert diese Technologien und stellt sicher, dass die Ergebnisse und Daten der Missionen in praktischen gezielten Anwendungen und insbesondere operationellen Datendienste genutzt werden können.
Unterprogramme
(CCI)
Im Rahmen von „“ wurde im Jahr 2009 das Programmelement (CCI) von der ESA ins Leben gerufen. Beginnend mit 13 Projekten wurde der Aufbau von konsistenten Zeitreihen aus Satellitendaten zu jeweils einer Klimavariablen, den sogenannten „„, durchgeführt. Im nachfolgenden CCI+ Programm wurde das Portfolio auf inzwischen 29 ECVs erweitert. Damit soll ein erheblicher Beitrag zu den Zielen von GCOS () auf Basis von Satellitendaten geleistet werden. Durch Berechnung und Bereitstellung in einer einheitlichen Infrastruktur soll es sowohl Forschern wie auch Serviceanbietern ermöglicht werden, diese Daten zu nutzen. In den vergangenen Jahren haben die Zeitreihen Eingang in den „“ des Copernicus gefunden. Typische Nutzungsanwendungen neben der Klimaforschung sind auch vielfältige Anwendungen, die durch Änderungen im Klima betroffen sind. Mit der Fortführung in 2019 unter CCI+ wurden auch vermehrt Projekte eingeführt, in denen aus verschiedenen ECVs und deren Zeitreihen Erkenntnisse zum Klima abgeleitet wurden. Ein prominentes Beispiel ist die Änderung der Massenbilanz des arktischen Eises. Mit werden die sehr erfolgreichen Programme CCI und CCI+ seit 2023 fortgeführt und neben dem weiteren Aufbau von ECV Zeitreihen als Hauptaugenmerk auch die Forschung zu Kipp-Punkten des Klimas („“) eingeführt. Ebenso soll verstärkt die Ableitung von Größen hinzutreten, die im Rahmen des Pariser Klimaabkommens notwendig sind. Das betrifft Parameter zur Adaption aber auch weitere Erkenntnisse zur Mitigation. Da inzwischen CCI ein weltweites Renommee geniest, wird in der Öffentlichkeit diese Bezeichnung auch unter beibehalten.
(InCubed)
Das marktorientierte Programm () unterstützt Unternehmen bei der Kommerzialisierung von innovativen Technologien und Dienstleistungen im Bereich der Erdbeobachtung. Die ESA stellt dazu Mittel zur Kofinanzierung marktgetriebener, industriegeführter Entwicklungsaktivitäten bereit. Im Fokus stehen hier auch kleine Unternehmen (KMUs) bzw. , die durch eine Kofinanzierung die Möglichkeit haben, ihre Ideen umzusetzen. Neben Services basierend auf Satelliten-Erdbeobachtungsdaten stehen auch Technologieentwicklungen oder kleinere Missionen im Vordergrund.
(GDA)
Im Zentrum des Programmelements Global Development Assistance (GDA) steht die hochwirksame Unterstützung der Entwicklungshilfe durch Mittel der satelliten-gestützten Erdbeobachtung. Im Vordergrund stehen neben der Informationsentwicklung für die jeweilige Zielgruppe anhand von priorisierten Themen die Zurverfügungstellung von analytischen Tools für erdbeobachtungsbasierte Produkte und Dienstleistungen zur Ableitung von entsprechenden Maßnahmen zum Nutzen der jeweiligen Partnerländer.
(DTE)
Das ESA Programm Digital Twin Earth (DTE) fördert die Entwicklung präoperationeller Digitaler Zwillinge (bzw. Zwillingskomponenten) mit Bezug zur Erdbeobachtung. Zentral ist dabei eine breite Nutzung von ESA Erdbeobachtungsdaten und -technologien (z.B. & Copernicus Sentinel Daten) und die Entwicklung in einer offenen wissenschaftlichen Arbeitsumgebung. DTE setzt auf die Nutzung der neuesten Fortschritte in EO-Datenprodukten, wissenschaftlichen Ergebnissen, Modellen/Simulationen und künstlicher Intelligenz. Durch innovative Verknüpfungen von Beobachtungsdaten und numerischen Modellen, können die in DTE entwickelten Zwillingskomponenten Szenarien der Zukunft unserer Erde simulieren und damit einen wichtigen Beitrag zur Bekämpfung des Klimawandels leisten.
Die Ergebnisse sollen durch die Verwendung einheitlicher Schnittstellen-Standards möglichst mit operationellen europäischen wie auch nationalen digitalen Zwillingen zur Erdsystemforschung verknüpft werden. Besonders eng ist die Verzahnung mit der EU Leitinitiative „Destination Earth“ (DestinE; siehe Programmseite), die das Ziel hat einen operationellen europäischen digitalen Zwilling der Erde bereitzustellen und gemeinsam von ESA, EZMW und EUMETSAT umgesetzt wird. Im direkten Vergleich mit DestinE liegt der Schwerpunkt von ESA DTE eher auf der Prototypenentwicklung und damit maximal präoperativen Zwillingskomponenten. Folglich werden von ESA DTE Entwicklungen keine operativen Datenströme für DestinE bereitgestellt. Vielmehr wird die Wiederverwendung der Schnittstellenspezifikationen von DestinE unterstützt, um die Entwicklungen von Digitaltechnologien und Zwillingskomponenten in ESA DTE einfach und frei zur Verfügung und Nutzung stellen zu können, bzw. bestenfalls zukünftig in einen operativen Kontext überführen zu können.
(AWS)
Ziel des 2019 aufgelegten ist die Entwicklung eines Kleinsatelliten der die kurz- und mittelfristige Wettervorhersage in der Arktis im nördlichen Polarkreis aber auch global wesentlich verbessern soll. AWS ist mit einem Mikrowellenradiometer ausgestattet, das Messungen der atmosphärischen Feuchtigkeit und Temperatur liefert. Der Satellit dient als Demonstrator für eine von EUMETSAT geplante Konstellation bei der sich sechs Satelliten auf drei Umlaufbahnen bewegen.
Geschichte/Meilensteine
- 2009
Im Jahr 2009 wurde das Programmelement „Climate Change Initiative“ (CCI) von der ESA ins Leben gerufen und in einem zweiten Teil (CCI+) seit 2016 fortgeführt
- 03/2021
Im Rahmen der Ministerratskonferenz „Space 19+“ hat Deutschland das ESA Earth Watch Programm Artic Weather Satellite gezeichnet. Die Firma OHB Schweden wurde im März 2021 von der ESA mit der Entwicklung und dem Bau des Satelliten beauftragt.
- 08/2024AWS ist am 16. August 2024 um 11:56 Uhr (20:56 Uhr MEZ) mit einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Space Force Base in Kalifornien gestartet.
- 01/2025Launch FOREST-3 und SkyBee-1: Am 14. Januar 2025 um 11:09 Uhr (20:09 Uhr MEZ) sind die beiden Satelliten der Firmen OroraTech und constellr mit einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Space Force Base in Kalifornien gestartet. Die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR hat die Entwicklung der Kleinsatelliten im Rahmen des ESA-Programms „InCubed“ über die deutschen ESA-Beiträge unterstützt.
- 11/2025
DestinE User Workshop
- 02/2026
ESA Digital Twin Earth Components: Open Science Meeting 2026
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