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Destination Earth Die Vermessung der Zukunft: Warum die Erde einen digitalen Zwilling bekommt

Die europäische Initiative Destination Earth will auf Supercomputern ein digitales Abbild der Erde zum Leben erwecken – und unsere Zukunft dadurch berechenbar machen.
07.05.2021 - 04:00 Uhr Kommentieren
Von den etwa 3000 Satelliten, die derzeit im All aktiv sind, beobachten etwa 700 die Erde. Quelle: Moment/Getty Images
Datensammler

Von den etwa 3000 Satelliten, die derzeit im All aktiv sind, beobachten etwa 700 die Erde.

(Foto: Moment/Getty Images)

Düsseldorf Unsere Erde bekommt einen Zwilling. Ein digitales Abbild ihrer selbst. Stück für Stück wächst der „Digital Twin“ heran. Immer mehr Bits und Bytes lassen ihn größer werden. Bis er – gefüttert mit Unmengen an Daten – in der Lage ist, als virtuelles Modell alle Prozesse zu simulieren, die auf unserer Erde heute und in Zukunft ablaufen.

Einer der Geburtshelfer des digitalen Zwillings ist Peter Bauer. Der 58-jährige Deutsche arbeitet in London und forscht am Europäischen Zentrum für mittelfristige Wettervorhersagen (ECMWF). Zugleich ist er Mitinitiator von Destination Earth.

Die Initiative hat es sich zum Ziel gesetzt, in den kommenden zehn Jahren auf Supercomputern das digitale Abbild der Erde zum Leben zu erwecken. „Wir wollen ein Instrument erschaffen, das es uns erlaubt, alle erdenklichen Szenarien durchzuspielen“, sagt Bauer.

Der Zwilling soll Antworten liefern auf die große Frage, wie sich Klimaveränderungen und extreme Wetterlagen auf unsere Welt auswirken. „Dann ermöglicht er es Politik und Wirtschaft in Deutschland und Europa, die Zukunft vorausschauend zu planen.“ Um dieses Versprechen einlösen zu können, will die Initiative zahlreiche Datenströme auf einer Plattform zusammenführen und miteinander verknüpfen.

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    Die Startphase ist bereits eingeläutet. Federführend beteiligt an Destination Earth sind neben dem ECMWF noch die Europäische Weltraumorganisation und die Europäische Organisation für die Nutzung meteorologischer Satelliten. Die EU fördert das Projekt mit zunächst 150 Millionen Euro aus dem Topf ihres Programms „Digital Europe“.

    Den Initiatoren ist bewusst, dass ihr Zwilling eines Tages enorme Rechenleistungen benötigen wird. Der Plan sieht vor, auf Computerresourcen des europäischen Unternehmens EuroHPC zurückzugreifen. Mit EuroHPC will die EU allen Mitgliedstaaten Zugang zu Supercomputern verschaffen, die es mit den besten Anlagen in den USA und Asien aufnehmen können.

    „Die Daten sollen später grundsätzlich frei zugänglich und leicht nutzbar sein“, sagt Bauer. Aufbereitet und abrufbar für Behörden wie Unternehmen. So könnten Stadtplaner simulieren, wie sich Grundwasserstände verändern, Rückversicherer die Risiken durch Extremwetter abschätzen oder Energieunternehmen erfahren, wo ein Windpark vor Stürmen geschützt ist.

    Für die Initiatoren ist es wichtig, dass Destination Earth kein rein wissenschaftliches Projekt bleibt, sondern die Bedürfnisse der späteren Nutzer von Anfang an mitgedacht werden. Deshalb forciert Bauer die interdisziplinäre Arbeit und findet Gefallen an neuen Formen der Zusammenarbeit – mit einem gemeinsamen Ziel.

    Erste Aufgabe: Die Datenbasis verbessern

    „Um präzise Vorhersagen machen zu können, brauchen wir einen extrem hohen Grad an Realismus“, sagt Bauer. Deshalb heißt die erste Aufgabe: Die Datenbasis verbessern. An diesem Punkt kommen Unternehmen wie OHB ins Spiel.

    Die deutsche Raumfahrtfirma hat zahlreiche derjenigen Erdbeobachtungssatelliten gebaut, die rund um die Uhr unsere Erde vermessen. OHB-Satelliten können beispielsweise schon heute die CO2-Konzentration in der Atmosphäre messen und anhand der Kombination von Gasen unterscheiden, was natürliche CO2-Emmissionen sind und welche vom Menschen verursachte sind.

    „Die Zahl der Satelliten zur Erdbeobachtung wird sich aber noch deutlich erhöhen“, sagt Lutz Bertling, als OHB-Vorstand für Digitalisierung zuständig. Von den etwa 3000 Satelliten, die derzeit im All aktiv sind, beobachten etwa 700 die Erde. Eine Studie von Euroconsult prognostiziert, dass bis Ende des Jahrzehnts fast 2000 neue Erdbeobachtungssatelliten starten werden.

    Doch nicht nur die Zahl erhöht sich, sondern auch ihr Nutzen, so Bertling. „Entscheidend wird es sein, aus den Daten hilfreiche Informationen abzuleiten.“ Eine Bewässerungsstrategie für Landwirte beispielsweise oder ein Logistikkonzept für Häfen.

    „Diese Ableitungen sind nur durch Datenfusionen möglich – verschiedene Quellen werden zu einem Modell zusammengefügt.“ Was in der Industrie bei der Entwicklung von Produkten oder beim Bau von Anlagen und Maschinen bereits heute im Kleinen passiert, will Destination Earth nun auf die ganze Erde ausrollen. Die virtuelle Vorhersagemethode, davon ist auch Bertling überzeugt, wird Standard: „In zehn Jahren werden wir ohne digitale Zwillinge nicht mehr leben wollen.“

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