FLEX steht für FLuorescence EXplorer und ist die achte Mission des ESA-Programms „Living Planet". Der Satellit wird in einer Umlaufbahn 814 Kilometer über der Erde kreisen. Seine Besonderheit ist die Zusammenarbeit mit einem Partner: FLEX fliegt im Tandem mit dem Satelliten Sentinel-3 der Europäischen Copernicus-Mission. Zusammen bilden sie ein hocheffizientes Beobachtungssystem: Während Sentinel-3 traditionelle Farbaufnahmen der Erde macht, wird FLEX eine völlig neue Dimension hinzufügen – die unsichtbare „Sprache" der Pflanzen: das sogenannte SIF-Signal. FLEX wird nicht sehen, wie Pflanzen aussehen, sondern wie sie sich fühlen.

Wenn Licht auf ein Blatt trifft, nutzt die Pflanze einen Großteil der Sonnenenergie für die Photosynthese. Genauer: Chlorophyllmoleküle fangen Sonnenlicht ein und wandeln es in chemische Energie um. Im Endeffekt wird die Energie genutzt, um CO2 aufzunehmen und Zucker, Stärke und die ganzen Pflanzenmaterialien zu bilden.
Überschüssige Energie geben die Chlorophyllmoleküle wieder ab: entweder an andere Moleküle, als Wärme oder als Strahlung – die Fluoreszenz. Diesem rötlichen Leuchten im Wellenlängenbereich von ca. 640 bis 800 Nanometern liegt ein quantenphysikalischer Effekt zugrunde. Ähnlich wie bei Leuchtstofflampen geben angeregte Elektronen ihre Energie als Strahlung ab. Allerdings haben Leuchtstofflampen eine millionenfach höhere Intensität als die sonneninduzierte (Chlorophyll-)Fluoreszenz, kurz SIF. SIF macht nur etwa 0,5 bis 2 Prozent der absorbierten Sonnenenergie aus und ist deshalb für das Menschenauge nicht wahrzunehmen.
Das Wichtigste hierbei: SIF ist ein direktes Signal für die Photosynthese-Aktivität einer Pflanze. Wie eine Pflanze leuchtet erlaubt Rückschlüsse darüber, wie effizient sie arbeitet und wie gut es ihr geht.

SIF ist, was Forschende einen „direkten Indikator“ nennen: Es zeigt nicht nur, dass es Pflanzen gibt, sondern auch, wie aktiv sie zum Messzeitpunkt sind. Schon seit Jahrzehnten nutzen Forschende das Fluoreszenzsignal, um Rückschlüsse auf die Pflanzengesundheit zu ziehen – und das nicht-invasiv, also ohne Proben von den Pflanzen nehmen zu müssen oder sie anderweitig zu beeinflussen.  Die subtilen Unterschiede in der Fluoreszenz geben dabei Hinweise auf die Pflanzengesundheit, lange bevor sichtbare Symptome erscheinen: eine Pflanze kann beispielsweise grün aussehen, aber dabei längst unter Stress stehen.
Mit SIF wollen Forschende insbesondere drei wichtige Aspekte gezielt monitoren und evaluieren: Erstens können sie frühe Stresssignale erkennen, denn Trockenzeiten, Hitzewellen oder Krankheiten zeigen sich in SIF oftmals bevor die Pflanze braun wird. 
Zweitens können sie die Kohlenstoff-Aufnahme aus der Atmosphäre abschätzen, denn SIF korreliert direkt mit der sogenannten Kohlenstoff-Assimilation.
Und drittens könnten sie sogar Ernte- und Ertragsprognosen treffen, also Landwirten die Erntemenge Wochen im Voraus vorhersagen. Denn SIF spiegelt die tatsächliche Photosyntheserate wider, die direkt mit Biomassewachstum und Erntekornerträgen korreliert. Durch Modellierung kann aus SIF-Mustern regionaler und globaler Ertrag geschätzt werden.
Bislang funktionierte die Fluoreszenzanalyse aber nur in der direkten Nähe der Pflanzen. Für globale Analysen und Vorhersagen mussten die Forschenden aber größer denken und mit raffinierten Tricks die Erkundung aus dem All ermöglichen.

Bislang konnte die sonneninduzierte Fluoreszenz der Pflanzen noch nicht aus dem All gemessen werden, da das schwache SIF-Signal nicht auflösbar war. Aber für FLEX wurde ein neuartiger Sensor entwickelt, der in der Lage ist, dieses schwache Glimmen zu erfassen. Dieses neue, hochspezialisierte Instrument wurde eigens von einem Konsortium europäischer Unternehmen unter Leitung von Leonardo Space entwickelt und gebaut. Das Ergebnis wird FLEX nun an Bord tragen: FLORIS (FLuORescence Imaging Spectrometer). FLORIS ist ein komplexes optisches Gerät, das Lichtwellen in extrem feiner Auflösung zerlegt.
FLORIS kann Licht in Millionen winziger Komponenten aufsplitten – mit einer Auflösung von nur 0,1 Nanometern in den kritischen Bereichen des Spektrums. Der Trick ist, dass das reflektierte Sonnenlicht nicht alle Wellenlängen abdeckt, sondern feine Lücken aufweist, sogenannten Absorptionsbänder. Interessant sind hierbei insbesondere die Sauerstoff absorbierenden Bänder Oxygen-A bei 686–697 Nanometern und Oxygen-B bei 759–769 Nanometern. Denn Chlorophyll fluoresziert auch im Bereich dieser Lücken. Durch die hohe Auflösung von FLORIS kann das Signal dort detektiert und herausgerechnet werden. Und das ist spektakulär: denn das ist etwa so, als würde man versuchen, einen Fehler in einer einzigen Seite eines hundert Band großen Lexikons zu erkennen.
Da die Pflanzen nachts ohne Sonneneinstrahlung kein SIF-Signal emittieren, wird FLEX übrigens nur auf der Sonnenseite messen, auf einem sonnensynchronen Orbit.

Es schon eine Premiere: Zum ersten Mal überhaupt wird es möglich sein, die Photosynthese der gesamten Erde in global konsistenter Weise mit der räumlichen Hochauflösung zu kartieren, die die FLEX-Mission bieten wird. Das ist entscheidend, da die Photosynthese den größten Einfluss auf den Kohlenstoffkreislauf der Erde hat: sie fixiert jährlich Milliarden Tonnen CO₂, dämpft den menschengemachten Klimawandel und ist der Ausgangspunkt für die Rohstoffe der Bioökonomie. Konsistente SIF-Karten ermöglichen nun genauere Abschätzungen der Brutto-Primärproduktion und verbessern Vorhersagen zu Feedback-Schleifen zwischen Vegetation und Atmosphäre. 
FLEX wird also ein ständiges Bild davon liefern, wie es unseren Ökosystemen wirklich geht. Genauer: 
Wälder können nach ihrer Widerstandskraft gegen Klimawandel und Dürren evaluiert werden. Bei Feuchtgebieten und Mooren wird eine Früherkennung von Degradation und Kohlenstoff-Freisetzung möglich. Naturschutzgebiete können nach Restaurationserfolgen gemonitort werden, die Echtzeitüberwachung kann zudem illegale Abholzung und Umweltschäden schneller aufdecken. 
Und die moderne  Landwirtschaft kann präzisere Ertragsprognosen und optimale Bewässerungstipps erhalten, sowie auf Ertragsausfälle vorbereitet sein. In einer Welt mit wachsender Bevölkerung trägt gerade dieser Punkt zur Nahrungssicherheit bei. 
Natürlich wird auch die Wissenschaft (und damit alle anderen) von den FLEX-Daten profitieren: Ein besseres Verständnis der Kohlenstoff-Zyklen, der Ökosystem-Dynamiken und der Auswirkungen des Klimawandels auf die Biosphäre hilft uns, unseren Planeten besser zu schützen.

Deutschland spielt eine Schlüsselrolle: Das Forschungszentrum Jülich und die Universität Bonn unter Leitung von Prof. Dr. Uwe Rascher gehören zu den führenden Zentren der SIF-Forschung. Prof. Rascher leitet eine Arbeitsgruppe, die räumlich-zeitliche Muster der Photosynthese erforscht. Seine Gruppe hat den  Flugzeugsensor HyPlant entwickelt, mit dem die Theorie hinter FLEX erprobt wird, und sein Institut war auch an der Entwicklung und Tests des FLORIS-Spektrometers beteiligt.
Das deutsche FLEX-Projektbüro in Jülich koordiniert zudem die Vorbereitung der Nutzergemeinschaft und wird Forschenden helfen, die wertvollen Daten optimal zu nutzen. Prof. Rascher ist seit 2006 gewähltes Mitglied der Mission Advisory Group (MAG), die den Bau und die wissenschaftliche Ausrichtung des Satelliten berät. Er war von Anfang an dabei, seit der Antragsidee vor über 20 Jahren.
Im Interview erzählt der Pflanzenphysiologe von den diesbezüglichen Herausforderungen und Rückschlägen der letzten Jahrzehnte und bringt auf den Punkt, was seine gesamte Forschung charakterisiert: „Wir vermessen, wie ‚glücklich‘ Pflanzen sind: von der Analytik in der Wurzel, im Gewächshaus, über Fluoreszenz auf dem Feld und von der Luft bis hin zum All.“
FLEX unterstützt Forschung zur Pflanzenphysiologie, die z.B. Züchtungsprogramme für robustere Sorten voranbringen kann, was wiederum die Basis für bioökonomische Innovationen darstellt. Auch damit wird FLEX zu einer Schlüsselmission für die datenbasierte Bioökonomie und nachhaltige Entwicklung.

Der FLEX-Satellit verkörpert eine neue Weise, wie wir unseren Planeten verstehen können. Indem er die subtile, unsichtbare Fluoreszenz von Pflanzen aus dem Weltall ausmisst, wird FLEX uns einen völlig neuen Blick auf die Gesundheit der Erde geben – einen Blick, der viel tiefer hineinschaut als das bloße Auge reicht.
2026 wird ein daher wichtiger Moment in der Erderkundung. 
Die FLEX-Mission wird zeigen: Unser blauer Planet ist nicht nur grün – er leuchtet.

Tamara Worzewski