NewSpace | Kleine Satelliten - Große Herausforderungen | Michael Weissflog | TEDxDresden

Key Concepts

• Cubesat: Standardisierte Kleinsatelliten zur Erdbeobachtung.
• Satellitenbus: Das Gestell eines Satelliten.
• Payload: Die Ausrüstung eines Satelliten, die Daten liefert (z.B. Kameras, Computer).
• Bedarfsgerechte Bewässerung: Bewässerung, die sich am tatsächlichen Bedarf der Pflanzen orientiert.
• Smart Farming: Einsatz von Technologie zur Optimierung landwirtschaftlicher Prozesse.
• Trockenstress: Belastung von Pflanzen durch Wassermangel.
• Virtuelles Wasser: Die Gesamtmenge an Wasser, die für die Herstellung eines Produkts benötigt wird.

Cubesats und Erdbeobachtung

Der Vortrag beginnt mit der Vorstellung eines Cubesats, einem standardisierten Kleinsatelliten zur Erdbeobachtung. Ein 6U Cubesat, bestehend aus sechs Würfeln mit einer Kantenlänge von 10 cm, hat ungefähr die Größe eines Schuhkartons. Das Gestell (Satellitenbus) kostet ca. 350.000 €, ohne Payload, Start- und Betriebskosten. Die Payload, also die eigentliche Ausrüstung wie Kameras und Computer, ermöglicht die Datenerfassung.

Das Problem der Wasserverschwendung in der Landwirtschaft

Am Beispiel einer Flasche Wein (2024er Goldkriesling trocken, 16 € für 0,75 l) wird die Problematik des Wasserverbrauchs in der Landwirtschaft verdeutlicht. In dieser Flasche Wein stecken neben dem Wein selbst auch mehrere hundert Liter Wasser. Die Hälfte des Wassers stammt aus Regen, die andere Hälfte aus Bewässerung. Die Bewässerung ist notwendig, um Erträge zu sichern, insbesondere angesichts von Trockenperioden und Dürren. Der Vortragende argumentiert, dass wir uns eine massive Wasserverschwendung leisten, die wir uns eigentlich nicht leisten können. Obwohl 71% der Erdoberfläche mit Wasser bedeckt sind, sind nur 0,5% als Trinkwasser nutzbar. 70% dieser 0,5% werden in der Landwirtschaft eingesetzt, was zu einem jährlichen Süßwasserverbrauch von 4370 Kubikkilometern führt.

Ursachen für den hohen Wasserverbrauch

Der Vortragende nennt drei Hauptursachen für den hohen Wasserverbrauch in der Landwirtschaft:

1. Beobachtung und Erfahrung statt datengestützter Methoden: Die Bewässerung basiert oft auf dem bloßen Erkennen von Trockenheitssymptomen.
2. Unvollständige Berücksichtigung von Parametern: Bewässerungspläne berücksichtigen nicht immer den Wetterbericht oder andere relevante Faktoren.
3. Pauschale Bewässerung: Pflanzen werden nicht bedarfsgerecht bewässert, sondern erhalten alle ungefähr die gleiche Menge Wasser.

Folgen der Wasserverschwendung

Die Folgen der Wasserverschwendung sind vielfältig:

• Steigende Lebensmittelpreise: Viel Wasserverbrauch bedeutet hohe Kosten für die Landwirtschaft.
• Ernteausfälle: Wassermangel führt zum Absterben von Pflanzen.
• Wasserknappheit für andere Bereiche: Wenn die Landwirtschaft mehr Wasser benötigt, bleibt weniger für andere Bereiche wie private Nutzung oder Industrie.
• Trockenstress und Krankheitsanfälligkeit bei Pflanzen: Pflanzen, die nicht ausreichend bewässert werden, leiden unter Trockenstress und sind anfälliger für Krankheiten und Schädlinge.

Lösungsansatz: Bedarfsgerechte Bewässerung mit Satellitendaten

Der Vortragende schlägt vor, auf bedarfsgerechte Bewässerung mit Hilfe von Satellitendaten zu setzen. Erdbeobachtungssatelliten mit hochauflösenden Kameras (bis zu 30 cm pro Pixel) können Informationen über den Zustand von Pflanzen liefern.

Schritte zur bedarfsgerechten Bewässerung:

1. Datenerfassung: Satellitenbilder liefern Informationen über den Zustand der Pflanzen (z.B. Durst).
2. Standortbestimmung: Die Position der Pflanzen wird ermittelt.
3. Bodenanalyse: Informationen über die Bodenbeschaffenheit werden gesammelt.
4. Feuchtigkeitsmessung: Der aktuelle Wassergehalt des Bodens wird gemessen.
5. Datenintegration: Die gesammelten Daten werden mit Wetterberichten und pflanzenspezifischen Parametern kombiniert.
6. Bewässerungsplan: Für jede Pflanze wird ein individueller Bewässerungsplan erstellt.
7. Intelligente Bewässerung: Intelligente Ventile empfangen Daten, verarbeiten sie und bewässern die Pflanzen automatisch.
8. Rückmeldung: Die Ventile melden zurück, was sie getan haben.

Dieser Ansatz wird als "Smart Farming" bezeichnet und verbindet Erfahrung, Beobachtung, Pläne und Bedarf zu einem großen Ganzen.

Vorteile der bedarfsgerechten Bewässerung

• Resistentere Pflanzen: Pflanzen, die bedarfsgerecht bewässert werden, sind resistenter gegen die Folgen des Klimawandels.
• Weniger Pestizide und Düngemittel: Gesündere Pflanzen benötigen weniger Pflanzenschutzmittel und Dünger.
• Stabile Erträge: Die Landwirtschaft profitiert von stabilen Erträgen.
• Gesicherte Versorgung mit Lebensmitteln: Die Verbraucher profitieren von einer gesicherten Versorgung mit Lebensmitteln.

Wirtschaftlichkeit und Umsetzung

Schätzungen zufolge können mit Satellitengestütztem Monitoring und bedarfsgerechter Bewässerung bis zu 50% Wasser eingespart werden. Der Vortragende setzt diese Idee selbst um, da er von der Notwendigkeit eines intelligenten Umgangs mit Wasser überzeugt ist.

Synthesis/Conclusion

Der Vortrag plädiert für einen Umdenkprozess in der Landwirtschaft hin zu einer effizienteren und nachhaltigeren Wassernutzung. Durch den Einsatz von Satellitendaten und intelligenter Bewässerungstechnologie kann der Wasserverbrauch deutlich reduziert werden, was sowohl ökologische als auch ökonomische Vorteile mit sich bringt. Die bedarfsgerechte Bewässerung trägt zur Pflanzengesundheit, stabilen Erträgen und einer gesicherten Lebensmittelversorgung bei.