Seit mehr als 50 Jahren fotografieren Landsat-Satelliten pflichtbewusst die Erdoberfläche in der Vormittagssonne, denn das tut man, wenn man ein Satellit mit einem Zeitplan ist. Doch Landsat 8 und Landsat 9 haben nun eine kühne neue Grenze entdeckt: die dunkle Seite des Planeten.

Auf ihren aufsteigenden Umlaufbahnen – vornehm ausgedrückt für „den Teil, wo es Nacht ist“ – spähen diese Satelliten auf besonderen Wunsch in die Schatten, und Wissenschaftler sind plötzlich sehr daran interessiert, was passiert, wenn das Licht ausgeht.

„Ich habe einen deutlichen Anstieg der Anzahl nächtlicher Bildaufnahme-Sonderwünsche gesehen“, sagte Dr. Christopher Crawford, der Landsat-Projektwissenschaftler am USGS Earth Resources Observation and Science (EROS) Center. „Das ist ein sehr aktiver und innovativer Messwissenschaftsbereich für Landsat derzeit.“ Crawford, der Landsats langfristige Erddatenerfassungsstrategie überwacht, verglich die Nachtbildgebung mit Jiffy-Backmischung, weil es anscheinend eine Allzwecklösung für alles von Vulkanen bis zu Waldbränden und schmelzendem Eis ist.

Während die sichtbaren Spektralbänder (Blau, Grün, Rot – dieselben, die Ihre Augen benutzen) im Dunkeln meist nutzlos sind, können die thermischen Infrarot- und kurzwelligen Infrarotbänder Wärmequellen wie aktive Vulkane, Waldbrände und geothermische Geysire aufspüren. Die Ausnahme ist die Dämmerung an den Polen der Erde, wo Schnee- und Eistemperaturen auch dann noch gemessen werden können, wenn die Sonne ein Nickerchen macht.

Ein herausragender Kunde ist der Yellowstone-Nationalpark, dessen 10.000 thermische Merkmale – Geysire, heiße Quellen, Dampfschächte – die Temperatur ändern oder wie bei einer Zaubershow auftauchen und verschwinden können. Crawford, der „im Allgemeinen von Vulkanen fasziniert ist“, startete nach dem Start von Landsat 9 im Jahr 2021 eine konsistente jährliche Kampagne zur Abbildung aktiver Vulkane bei Nacht, als zwei Satelliten zusammen alle acht Tage jeden Punkt an Land abbilden konnten.

R. Greg Vaughan vom USGS Astrogeology Science Center, der aktive Vulkane erforscht und als Fernerkundungsleiter des Yellowstone Volcano Observatory fungiert, gab Crawford eine Liste von Zielen. Vaughan lehrte ihn auch, dass der Winter die beste Jahreszeit für die Abbildung der thermischen Merkmale Yellowstones bei Nacht ist, weil der Kontrast zwischen heißen Merkmalen und kalter Umgebung am größten ist. „Das, was ich wahrscheinlich am meisten mitgenommen habe, ist, dass man Daten erfassen muss, um dann zu verstehen, welche Daten man weiter erfassen sollte“, sagte Crawford in einem Satz, der tiefgründig klingt, aber im Grunde nur bedeutet: „Man muss es tun, um zu wissen, was als nächstes zu tun ist.“

Vaughan entdeckte eine aufregende Überraschung in nächtlichen TIRS-Daten von Landsat 8 aus April 2017: einen „großen Klumpen heller, warmer Pixel“, der zu keinem kartierten thermischen Merkmal passte. Nachdem er einen tauenden See ausgeschlossen hatte, überprüfte er tagsüber Luftbilder und fand helles hydrothermal verändertes Erdreich sowie tote und sterbende Bäume – die verräterischen Anzeichen eines neuen thermischen Merkmals. „Deshalb liebe ich Landsat 8 und 9 so sehr“, sagte Vaughan im Podcast „Eyes on Earth“. „Diese Instrumente erfassen Daten regelmäßig, nicht nur tagsüber, sondern sie können auch beauftragt werden, nachts regelmäßig Daten zu erfassen.“ Vaughan wurde seither in das Landsat Science Team berufen, wo sich seine Forschung auf aktive Vulkane konzentrieren wird.

Auch die Feuer-Community im Westen der USA steigt in die Nachtaktion ein. Das Pacific Northwest National Laboratory des Energieministeriums reicht jährliche Sonderwünsche für nächtliche Abbildungen saisonaler Waldbrände ein, und Crawford sagt, die Ergebnisse „stimmen gut mit luftgestützten Infrarotmessungen aus niedrigen Flügen überein“. Landsat kann sogar Gasfackeln erkennen, die von der Öl- und Gasindustrie verwendet werden, und es gibt regelmäßige Anfragen zur Überwachung globaler Standorte, die Flüssigerdgas (LNG) produzieren. Weitere Anfragen umfassen die Kartierung städtischer Temperaturen, die tendenziell höher sind als in den umliegenden Gebieten, und eine kürzliche Kampagne zielte darauf ab, vulkanische Aktivität in ganz Island und entlang seiner Küste zu erfassen.

Crawford wägt jede Anfrage sorgfältig ab und fragt: „Fördert dies die Wissenschaft?“