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Institut für Informationsgewinnung durch Luft- und Raumfahrt
Das im Ausland als Aerospace Information Research Institute bzw. „AIR“ bekannte Institut betreut zahlreiche Erdbeobachtungssatelliten und liefert an die …
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Aufgabe und Entstehung
Das Institut für Informationsgewinnung durch Luft- und Raumfahrt (chinesisch 中国科学院空天信息创新研究院; im Ausland Aerospace Information Research Institute, „AIR“) ist eine Einrichtung der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. Es entstand am 29. Juli 2017 durch die Zusammenlegung des Instituts für Elektronik, des Instituts für Fernerkundung und digitale Geowissenschaften sowie der Akademie für Optoelektronik. Sein Hauptsitz liegt im Pekinger Stadtbezirk Haidian; Direktor ist seit 2017 der Informatiker und SAR-Spezialist Wu Yirong (* 1963).
Das Institut betreut Erdbeobachtungssatelliten und stellt politischen Entscheidungsträgern Informationen bereit, etwa für Stadtplanung und Katastrophenschutz. Dafür verbindet es Daten aus dem Weltraum, aus Flugzeugen, von Drohnen und von Höhenplattformen wie Luftschiffen. SAR (Synthetic Aperture Radar) ist ein Radarverfahren zur Bildgewinnung mittels synthetischer Apertur.
Elektronik als technische Grundlage
Das Institut für Elektronik wurde im Rahmen des chinesischen Zwölfjahresplans für Wissenschaft und Technologie 1956–1967 vorbereitet und nahm am 12. Juli 1960 offiziell den Betrieb auf. Zunächst gehörten Funktechnik und zehn Labors zu seinen Schwerpunkten.
Während des Aufbaus der „Dritten Front“ ab 1964 wurden Fachgruppen und Mitarbeitende auf andere Einrichtungen verteilt. Daraus gingen unter anderem das Institut für Akustik sowie das Zweiginstitut Südwestchina hervor, das 1968 nach Xi’an umzog und als „Institut 504“ Teil der Akademie für Weltraumtechnologie wurde. Später prägten Vakuumelektronik und Gaslaser die Arbeit; Ende der 1970er Jahre kehrte das Institut zu Kommunikationstechnik, Signalverarbeitung, elektromagnetischen Feldern und Mikrowellen sowie physikalischer Elektronik und Optoelektronik zurück.
Anfang der 2000er Jahre forschte es unter anderem zu bildgebendem Radar, Mikrowellen-Bauteilen, Hochleistungs-Gaslasern, Sensoren und Mikrosystemen, weltraumgestützter Informationsverarbeitung, Bodenradar und Field Programmable Gate Arrays.
Fernerkundung und Bodenstationen
Die Fernerkundung ging auf ein 1963 eingerichtetes Labor für die umfassende Nutzung von Luftbildaufnahmen zurück; 1979 wurde sie als eigenes Institut organisiert. Forschungsthemen waren thermisches Infrarot, Hyperspektralaufnahmen und Radar. Praktisch unterstützte die Einrichtung die Abschätzung von Erntemengen, die Erkundung von Erzlagerstätten sowie Naturkatastrophen- und Umweltschutzaufgaben.
Das 1985 gegründete Zentrum für luftgestützte Fernerkundung nutzte ab 1986 zwei Cessna Citation S/II mit Kameras und Lidar. Die Datenempfangsstation Miyun nahm im Dezember 1986 zunächst Landsat-5-Bilder entgegen. Ab 1993 kamen weitere ausländische Satelliten, 1999 mit CBERS-1 erstmals ein chinesischer Satellit hinzu. In dieser Zeit lieferte das Institut für Fernerkundungsanwendungen 95 % der für Landwirtschaft, Städtebau, große Ingenieurprojekte und Umweltschutz benötigten Satellitendaten.
2007 wurden Zentrum, Bodenstation Miyun und Labor für digitale Geowissenschaften zum Zentrum für Erdbeobachtung und digitale Geowissenschaften zusammengeführt. Es baute Datenbanken und das Nationalarchiv für Fernerkundungsdaten und -informationen auf und war unter anderem Bodensegment des China-Brazil Earth Resources Satellite Program. 2012 entstand daraus gemeinsam mit dem Institut für Fernerkundungsanwendungen das Institut für Fernerkundung und digitale Geowissenschaften. Es betreute zunächst Shijian 9A und 9B, ab 26. April 2013 auch Gaofen 1. Seine SAR-Gruppe entwickelte beispielsweise Radargeräte für Yaogan 29, gestartet am 26. November 2015 und mit besser als einem Meter Auflösung, sowie für Gaofen 3, gestartet am 9. August 2016 und mit zwölf Beobachtungsmodi.
Optoelektronik und Höhenplattformen
Die Akademie für Optoelektronik wurde nach einer Reformdiskussion von sechs Optik- und Feinmechanik-Instituten vorbereitet und am 28. November 2003 genehmigt. Ihr Schwerpunkt war weltraumbezogene Optik und Elektronik. Seit dem 1. Juni 2005 befasste sich eine Hauptabteilung mit integrierter Fernerkundung aus dem All und auf der Erde, besonders mit Erdbeobachtung von Höhenplattformen. Am 26. März 2009 kam im Zusammenhang mit dem Aufbau von Beidou-2 eine Hauptabteilung Satellitennavigation hinzu.
Ein 2011 genehmigtes Forschungs- und Entwicklungszentrum für Traggas-Luftfahrzeuge erprobte Luftschiffe als Höhenplattformen. Das 79 m lange Experimentalluftschiff KFG79 erreichte am 29. August 2012 bei einem dreistündigen Testflug in der Inneren Mongolei 19,5 km Höhe. Seine solarversorgten Motoren leisteten 30 kW.
Heutige Struktur und Datennutzung
Mit der Fusion von 2017 sollte der inländische Informationsbedarf, zunächst besonders für das Hochauflösende Erdbeobachtungssystem Chinas, besser gedeckt werden. Zugleich soll das Institut langfristige Zukunftsprojekte der chinesischen Fernerkundung anstoßen. Die Nationale gemeinsame Plattform für Erdbeobachtungsdaten (ChinaGEOSS Data Sharing Network) sammelt unter anderem Bilder der Reihen Fengyun, Haiyang, CBERS, Ziyuan-3 und Huanjing. Bei Naturkatastrophen aktiviert ChinaGEO einen Notfall-Reaktionsmechanismus und fordert gegebenenfalls auch Aufnahmen nichtstaatlicher Betreiber an. Nach dem Ausbruch des Vulkans Hunga Tonga-Hunga Haʻapai am 15. Januar 2022 stellten Spacety GmbH und Chang Guang Satellitentechnik GmbH unter anderem SAR-Aufnahmen bereit; darauf war zu erkennen, dass ein Großteil der über den Meeresspiegel hinausragenden Insel verschwunden war.
Neben mehreren Pekinger Standorten besitzt das Institut Campusse in Suzhou, Jinan und Guangzhou; in Guangzhou befindet sich das Zentrum für Grundlagenforschung zur Terahertzstrahlung. Die Empfangsstation Kunming wurde Ende 2020 aufgegeben, die Bodenstation Kiruna nach November 2021 ebenfalls. Verfügbar waren dann Station Miyun, Campus Kashgar und Campus Sanya.
Das Zentrum für luftgestützte Fernerkundung nutzt zusätzlich zu den älteren Cessnas zwei seit 22. Juli 2021 eingesetzte Turboprop-Flugzeuge Xi’an MA60. Ihre zehn Rumpföffnungen erlauben gleichzeitige Aufnahmen mit SAR, Multispektralkameras und Lidar; Daten können per Satellitenkommunikation in Peking in Echtzeit verarbeitet werden. Das Luftschiff Jimu 1 erreichte bei seinem Erstflug am 23. Mai 2019 am Salzsee Nam Co in Tibet 7003 m. Neue Bodensegmente sind als Station Südwestchina bei Lijiang und als Station Mohe geplant; für Mohe sind acht Parabolantennen auf 5000 m², 400 Millionen Yuan Investition und eine Fertigstellung bis 2030 vorgesehen.
Lehre und wichtige Projekte
Im Studienjahr 2021/2022 hatte das Institut mehr als 3500 Angestellte, darunter 300 Professoren. Diese unterrichteten gut 1600 Diplomanden und Doktoranden der Fakultäten für Optoelektronik sowie Elektronik, Elektrotechnik und Nachrichtentechnik der Universität der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. Angeboten wurden Fernmelde- und Informationssysteme, Signal- und Informationsverarbeitung, physikalische Elektronik, Mikroelektronik und Halbleiterelektronik, elektromagnetische Felder und Mikrowellentechnologie sowie Bioelektronik.
In der Sommerakademie „Informationstechnik in Luft- und Raumfahrt“ werden jährlich im Juli und August 300 Studierende aus dem ganzen Land unterrichtet. Voraussetzung ist grundsätzlich, bei den Abschlussprüfungen zu den besten 15 % des Fachs zu gehören; für praktisch begabte Studierende gibt es Ausnahmen.
Zu den wichtigen Projekten gehören Yaogan 1, Chinas erster SAR-Satellit (2006), die Bodenradare der Mondrover Jadehase (2013) und Jadehase 2 (2018), das Niederfrequenzspektrometer von Chang’e 4 (2018), das Bodenradar des Marsrovers Zhurong (2020), das Bodenradar auf Chang’e 5 (2020), die MA60-Fernerkundungsflugzeuge (2021) und das Massendaten-Forschungszentrum für nachhaltige Entwicklung (2021).