Potenzial von Innovationen der Raumfahrtbranche für Landwirtschaft, Life Sciences und Gesundheit

Die Raumfahrtbranche spielt eine zentrale Rolle für die menschliche Entwicklung auf der Erde. Sie kann helfen, globale Herausforderungen im Zusammenhang mit dem Klimawandel zu lösen und uns Menschen ein gesundes Leben zu ermöglichen. Forschungen und Entwicklungen, die auf der Internationalen Raumfahrtstation ISS durchgeführt werden, leisten beispielsweise einen wichtigen Beitrag in den Bereichen Life Sciences, Medizin und Lebensmittelwissenschaft. Im Weltraum lassen sich wissenschaftliche und technische Herausforderungen lösen. Das unterstützt Forschungsarbeiten, Industrie und das neue Raumfahrt-Ökosystem, das sich allmählich ausbildet. Daraus ergeben sich neue Chancen für die Entwicklung innovativer Lösungen, Produkte und Geschäftsmodelle. Diese Innovationen bilden das Herzstück der neuen Raumfahrt-Ökonomie, die sich im Entwicklungsprozess befindet. Auf globaler Ebene werden immer mehr private Investitionen in diese aufkommenden Geschäftsmöglichkeiten getätigt, was das Weltall zunehmend demokratisiert: Die Raumfahrtbranche öffnet sich für immer mehr Nutzer und profitiert von Überschneidungen mit anderen Feldern und Branchen. Auf diese Weise erhalten zunehmend mehr Unternehmen die Möglichkeit, ihre Geschäftsmodelle über Anwendungen im Weltraum zu erweitern, ihren Kunden einen Mehrwert zu bieten und die Lebensqualität aller Menschen auf der Erde zu verbessern.

Von diesen neuen Chancen zeugen erfolgreiche Unternehmen wie das neue Start-up yuri, das seine Dienste jetzt der ISS anbietet. Das deutsche Start-up bietet Dienstleistungen im Zusammenhang mit Forschungsarbeiten in annähernder Schwerelosigkeit als Komplettpaket mit dem Ziel, mehr Forschungsaktivitäten und kommerzielle Anwendungen auf der ISS zu ermöglichen. Das Unternehmen ist fest davon überzeugt, dass Branchen wie Pharma, Biotech, Materialwissenschaften und Elektronik in hohem Maße von Mikrogravitation profitieren können. Im Rahmen seiner ehrgeizigen Pläne hat yuri eine Simulationsplattform für Experimente in Mikro- und Teilgravitation entwickelt, die sich zur Vorbereitung von Experimenten auf der ISS und deren nachträgliche Analyse eignet. Das Unternehmen unterstützt Kunden dabei, Experimente zu definieren und vorzubereiten. Außerdem organisiert es die gesamte Logistik rund um Launch sowie Durchführung und Rückkehr von Experimenten aus dem Weltraum. Über sein komplettes Servicepaket kann yuri erschwingliche Preise für Missionen anbieten, was sehr viel mehr Nutzern aus den Bereichen Forschung und Industrie ermöglicht, Experimente in einer Umgebung der annähernden Schwerelosigkeit durchzuführen und von diesen zu profitieren.

Auf Satellitensystemen basierende Services bergen ein sogar noch höheres Potenzial für Industrie und Gesellschaft. Globale Dienstleistungen, die auf Satelliten basieren, spielen eine wichtige Rolle, um Ziele im Zusammenhang mit nachhaltiger Entwicklung zu erreichen und Volkswirtschaften wie Gesellschaften bei der effizienten und nachhaltigen Nutzung natürlicher Ressourcen in globalem Umfang zu unterstützen. In den letzten Jahren wurden viele Unternehmen gegründet, die auf innovative Geschäftsmodelle, Produkte und Dienstleistungen setzen, um Konnektivität sowie digitale und klimatische Herausforderungen anzugehen. Die damit einhergehenden technologischen Fortschritte lassen sich bereits beobachten. Diese Entwicklungen machen Hoffnung auf erschwinglichere und somit lukrativere Aktivitäten im Weltraum, was das bereits erwähnte zunehmende Engagement neuer Privatinvestoren zur Folge hat. Aber auch die meisten etablierten Raumfahrtunternehmen haben damit begonnen, neue Geschäftsmodelle zu übernehmen und zu entwickeln. Sie begreifen die sogenannte neue Raumfahrt-Ökonomie nicht nur aus Treiber von Innovationen, sondern auch als ernstzunehmenden Kooperationspartner. Neue Raumfahrtprogramme, etwa die Entwicklung und der Betrieb von kleinen und Mikro-Satelliten, Mega-Konstellationen hunderter Satelliten, kleine Startrampen, Breitband und Internet of Things aus dem Weltraum eröffnen enorm vielseitige Chancen im Hinblick auf Technologien, Herstellung und Finanzen – für alle Beteiligten.

Ein weiteres hervorragendes Beispiel für die neue Raumfahrt-Ökonomie ist ConstellR. Über Erdbeobachtungsdienste revolutioniert dieses deutsche Start-up den Markt der Temperaturüberwachung. Das Unternehmen nutzt eine neue Satellitenkonstellation, die ermöglicht, die Temperatur auf der Erdoberfläche täglich zu überwachen. Über ein ausgeklügeltes optisches Sensorsystem kann ConstellR die Temperatur der Landoberfläche (land surface temperature, LST) mit höherer radiometrischer Präzision einlesen als andere moderne Satellitensysteme. LST-Daten dienen als primäre Daten zur Überwachung von Anwendungen über verschiedene Märkte hinweg und bilden gleichzeitig die Grundlage für viele Produkte der Fernerkennung. Dazu gehören die Überwachung von Evapotranspiration und Wasserstress sowie Prognosemodelle zur Ernteeinfuhr. Um aussagekräftige Daten zu liefern, müssen solche thermischen Infrarot-Daten täglich, global und auf der Ebene einzelner Felder abrufbar sein. Derartige Daten sind enorm wichtig zur Verwaltung der Nahrungsmittelproduktion in der Zukunft, gerade in Anbetracht sich ändernder klimatischer Bedingungen und zunehmender Wasserknappheit.

Die Kombination unterschiedlicher geo-informatischer Quellen und deren automatisierte Bewertung über Methoden, die auf künstlicher Intelligenz (KI) basieren, ermöglicht effizient Mehrwert entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Erdbeobachtung und Satelliten-Navigationssysteme werden in der Präzisionslandwirtschaft eingesetzt, um die Ernteerzeugung über die Kombination von Geo-Daten – etwa zum Feuchtigkeitsgrad der bewirtschafteten Fläche – zu optimieren und Landwirtschaftstechniken extrem präzise für Bewässerung und Ernte anzuwenden. Man schätzt, die kombinierte Verwendung von GNSS/EGNOS und Copernicus kann den Ernteertrag um über 10 % steigern und den Einsatz von Verbrauchsmitteln wie Benzin, Dünger und Pflanzenvernichtungsmittel um bis zu 20 % reduzieren (Vereinte Nationen, 2018). Zu diesem Zweck muss der nachhaltige und effiziente Einsatz von Diensten, die auf Satelliten basieren, fundamental in industrielle Wertschöpfungsketten verankert werden. Entwickler von Anwendungen, Datenanbieter, Hardware-Hersteller und Nutzer müssen eng zusammenarbeiten, um die sozioökonomischen Auswirkungen insgesamt zu optimieren und weitere Innovationen anzuregen.

Potenzial für Innovation gibt es in sämtlichen Bereichen, von der Datengenerierung im Weltraum bis zur Verwendung dieser Daten von Endnutzern auf der Erde. Ein solches Beispiel für den Einsatz von KI zur Qualitätsoptimierung von Erdbeobachtungsdaten ist das dänische Start-up ClearSky Vision. Atmosphärische Störungen sind ein inhärentes Problem der Bildgebung über Satelliten. Dadurch lassen sich weniger Informationen aus Bildern ableiten, und die Trackingmöglichkeiten kleiner Änderungen anhand von Erdbeobachtungsdaten reduzieren sich. Um dieses Problem zu lösen, nutzt das Unternehmen KI und entfernt Wolken, Schatten und Bildartefakte aus der optischen Bildgebung. Über die Kombination von Daten aus unterschiedlichen Satelliten im Orbit ist ClearSky Vision in der Lage, täglich aktuelle, wolkenlose Satellitenbilder zu liefern und damit das kontinuierliche Monitoring der Landwirtschaft zu ermöglichen.

INNOspace Masters sucht innovative Lösungen und Geschäftsmodelle entlang der gesamten Wertschöpfungskette mit Raumfahrtbezug. Landwirtschaft, Biowissenschaften und die menschliche Gesundheit können in hohem Maße von Weltraumforschung und Infrastrukturen auf Satellitenbasis profitieren. Wir suchen Forschungs- und Entwicklungsprojekte oder Experimente auf der ISS, satellitenbasierte Dienste oder neue Sensor- und Bewertungsmethoden. Vorschläge für den INNOspace Masters sollten das Ziel verfolgen, nachhaltige und wirksame Anwendungen und Geschäftsmodelle im Weltraum und auf der Erde sowie Anwendungsbereiche und Geschäftsmodelle auf dem Boden zu ermöglichen.

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