Satelliten können helfen, den Zustand von Brücken und anderen großen Bauwerken zu überwachen. Das AIT Austrian Institute of Technology entwickelt dafür ein Verfahren, das Verformungen und mögliche Schäden aus dem All sichtbar machen soll. Unter günstigen Bedingungen sind laut AIT Messungen mit einer Genauigkeit von bis zu zwei Millimetern möglich.

Bisher wird die Verkehrsinfrastruktur vor allem durch regelmäßige Sichtkontrollen und Sensoren direkt am Bauwerk überprüft. Solche Messungen sind allerdings oft auf einzelne Stellen beschränkt und können teuer sein. Das AIT setzt deshalb auf Radaraufnahmen von Satelliten. Damit lassen sich Veränderungen an einzelnen Brücken, aber auch entlang ganzer Verkehrsnetze beobachten, ohne überall zusätzliche Messgeräte montieren zu müssen.

Zum Einsatz kommt die Radarinterferometrie (InSAR). Dabei werden Radaraufnahmen verschiedener Zeitpunkte miteinander verglichen. So können Forschende erkennen, ob sich Bauwerke oder der Untergrund langsam bewegen. Die Daten stammen unter anderem von den Sentinel-1-Satelliten der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Je nach Satellitenkonstellation stehen neue Aufnahmen alle drei bis zwölf Tage zur Verfügung. Rückwirkende Auswertungen können laut AIT bis ins Jahr 2015 reichen.

Veränderungen aus dem All erkennen

Die am AIT entwickelten und patentierten Methoden sollen langfristige Entwicklungen wie Setzungen, Kriechen oder Schwinden sichtbar machen. Gerade solche Prozesse können die Stabilität von Bauwerken über längere Zeit beeinflussen. Ziel ist es, kritische Bereiche frühzeitig zu erkennen und notwendige Instandhaltungsmaßnahmen besser zu planen.

Das Monitoring soll nicht erst bei sichtbaren Schäden ansetzen. Bei ausreichender Datenverfügbarkeit können laut AIT bereits Veränderungen erfasst werden, die auf langfristige Probleme hindeuten. Eine Garantie, jedes drohende Versagen rechtzeitig vorherzusagen, ist damit allerdings nicht verbunden. Die Aussagekraft hängt unter anderem von den verfügbaren Satellitendaten und den jeweiligen Bedingungen am Bauwerk ab.

Um die Messungen weiter zu verbessern, arbeitet das Institut unter anderem mit sogenannten Corner-Reflektoren. Diese sollen bestimmte Messpunkte besser erfassbar machen. Zusätzlich werden temperaturbedingte Verformungen berücksichtigt, weil sich Bauwerke im Tagesverlauf und je nach Jahreszeit ausdehnen oder zusammenziehen können. Auch die Kombination verschiedener Sensordaten soll die Genauigkeit erhöhen.

Längere Nutzung soll Ressourcen sparen

Neben der Sicherheit spielt auch die Nachhaltigkeit eine Rolle. Bestehende Brücken länger zu nutzen, kann aufwendige Neubauten und damit verbundene Emissionen vermeiden. Laut AIT sind in einer durchschnittlichen Brücke rund 2.000 Tonnen CO2 gebunden. Durch gezielte Wartung und Instandhaltung soll die Lebensdauer der Bauwerke verlängert werden, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen.

Das Verfahren könnte künftig ein großflächiges Monitoring von Verkehrswegen sowie angrenzender Schutz- und Energieinfrastruktur ermöglichen. Das AIT zählt mit mehr als 1.600 Beschäftigten zu Österreichs größten Forschungs- und Technologieorganisationen. Die Satellitenüberwachung von Bauwerken ist Teil seiner Forschung zu nachhaltigen und widerstandsfähigen Infrastrukturen.