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Erdschwerefeld noch genauer vermessen
Redaktion
/ Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik
astronews.com
21. Dezember 2017
Mehr als 15 Jahre lang haben die beiden Satelliten der Mission
GRACE das Schwerefeld der Erde vermessen, erst im Oktober ging die Mission zu
Ende. Doch ein Nachfolger steht bereit und soll im Frühjahr in einen Erdorbit
starten. Mit an Bord wird erstmals auch ein Laserinterferometer zur
Abstandsbestimmung sein, das noch genauere Messungen erlaubt.
Die GRACE-Follow-On-Satelliten vor der
Verschiffung bei Airbus.
Foto: Airbus [Großansicht] |
Mitte Dezember hat das Satelliten-Duo GRACE Follow-On (GRACE FO) seinen
ersten Schritt zur Reise in die Erdumlaufbahn gemacht. Es flog per Luftfracht in
die USA, wo es im Frühjahr 2018 von der Luftwaffenbasis Vandenberg in
Kalifornien ins All starten wird. GRACE FO wird das Schwerefeld der Erde
vermessen, um so mit anderen Methoden nicht nachweisbare Bewegungen von Wasser,
Eis und Landmassen – Indikatoren des Klimawandels – zu überwachen. Mit an Bord
ist ein am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut;
AEI) entwickelter Technologiedemonstrator, der die Messung noch genauer machen
soll. Zum Einsatz kommt dabei eine für das zukünftige
Weltraum-Gravitationswellen-Observatorium LISA entwickelte und in LISA
Pathfinder getestete Technologie.
"Bei GRACE Follow-On kommt aus der Gravitationswellenforschung
stammende Technologie bei der hochpräzisen Vermessung des Erdschwerefelds zum
Einsatz," erklärt Prof. Karsten Danzmann, Direktor am AEI Hannover und Direktor
des Instituts für Gravitationsphysik der Leibniz Universität Hannover. "Damit
findet die an unserem Institut durchgeführte Forschung eine wichtige Anwendung
in der Geodäsie."
GRACE Follow-On (GRACE steht für "Gravity Recovery and Climate Experiment")
ist eine gemeinsame amerikanisch-deutsche Satelliten-Mission des NASA Jet
Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena (Kalifornien) und des deutschen
GeoForschungszentrum (GFZ) in Potsdam. Die Satelliten wurden von Airbus in
Friedrichshafen gebaut.
Die Mission besteht aus einem Satelliten-Tandem in einer niedrigen polaren
Erdumlaufbahn. Die Satelliten vermessen ihren gegenseitigen Abstand von rund 220
Kilometer hochpräzise auf Nanometer genau. Sowohl die örtlichen Details als auch
die zeitlichen Veränderungen des irdischen Schwerefeldes lassen sich aus den
Schwankungen dieser Abstände ableiten. Diese Veränderungen im Erdschwerefeld
wiederum können genutzt werden, um Indikatoren des Klimawandels zu messen. Dazu
zählen beispielsweise das Abschmelzen der polaren Eismassen und Veränderungen im
Grundwasserpegel.
GRACE Follow-On setzt die erfolgreiche GRACE-Mission fort, die über 15 Jahre
aktiv war und erst in diesem Jahr zu Ende gegangen ist. Zudem wird das zuvor
verwendete Messprinzip der Abstandsmessung mittels Mikrowellen um ein
Laserinterferometer erweitert und damit auf Nanometer-Genauigkeit verbessert.
Das Laserinterferometer fliegt als Technologie-Demonstrator auf der
Satellitenmission mit und ist eine gemeinsame Entwicklung von JPL und AEI
Hannover.
Um aus dem im Weltall gemessenen Lasersignal den Abstand der Satelliten
präziser als jemals zuvor zu ermitteln, kommt eine am AEI für das zukünftige
Weltraum-Gravitationswellen-Observatorium LISA entwickelte Technologie zum
Einsatz. Die für LISA entwickelte Messtechnik wurde an die Anforderungen der
GRACE-FO-Mission angepasst und ist eine wissenschaftliche Premiere: Erstmals
wird ein Laserinterferometer zwischen entfernten Satelliten aufgespannt und zur
Längenmessung eingesetzt.
"Mit GRACE Follow-On schlagen wir zwei Fliegen mit einer Klappe: das erste
Laserinterferometer im Weltall ist ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zu
LISA, dem zukünftigen Gravitationswellen-Observatorium im All," so Prof. Gerhard
Heinzel, Gruppenleiter am AEI Hannover. "Und wir setzen die LISA-Technologie zum
Nutzen der Erde ein, um entscheidende Indikatoren des Klimawandels noch genauer
überwachen und ihn damit besser verstehen zu können."
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