Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Satellit GOCE zeigt Gravitationskraft im Himalaya

05.05.2010
Seit gut einem Jahr umkreist der ESA-Satellit GOCE die Erde und vermisst so exakt wie kein Instrument zuvor ihr Schwerefeld. Auch in unwegsamen Regionen wie dem Himalaya die Gravitationskraft detailgenau zu bestimmen, ist das Ziel der Forscher, darunter Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM).

Die Auswertung der ersten Daten deutet nun an, dass die bisherigen Modelle des Schwerefeldes in Teilen der Erde tatsächlich gründlich überholt werden können. Davon erwarten die Forscher ein besseres Verständnis vieler Prozesse wie etwa Erdbeben oder Ozeanströmungen. Ein weiterer Erfolg: Der Satellit schafft es voraussichtlich, eine deutlich längere Zeit im All zu arbeiten als geplant.

Die Gravitation ist eine der Grundkräfte der Natur, die aber keinesfalls überall gleich groß ist. Die Erdrotation, die Höhenunterschiede der Erdoberfläche und die Beschaffenheit der Erdkruste bewirken deutliche Unterschiede im globalen Schwerefeld. Diese in bislang unerreichter Genauigkeit zu messen und damit zum Verständnis ihrer Auswirkungen beizutragen, ist die Aufgabe von GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer), der am 17. März 2009 in die Erdumlaufbahn geschossen wurde. Außerdem soll auf dieser Grundlage ein möglichst exaktes Geoid ermittelt werden. So heißt der virtuelle Meeresspiegel eines globalen, ruhenden Ozeans, der beispielsweise als Höhenreferenz bei Bauprojekten genutzt wird.

In den vergangenen Monaten haben Wissenschaftler des GOCE Gravity Consortiums, einer Gruppe von zehn europäischen Instituten aus sieben Ländern, Daten des Satelliten bearbeitet, um sie für die Modellberechnungen nutzbar zu machen. Schon jetzt können sie erkennen, dass GOCE einen deutlichen Fortschritt der Kartierungen ermöglichen wird. „Es kristallisiert sich heraus, dass wir gute Informationen für geophysikalisch interessante Regionen bekommen“, sagt TUM-Geodät Prof. Reiner Rummel, der Vorsitzende des Konsortiums, der in dieser Woche auf der Jahrestagung der European Geosciences Union in Wien diese ersten Zwischenergebnisse der Mission vorstellen wird.

Vor allem im Himalaya, in Teilen Afrikas und in den Anden vermuteten die Wissenschaftler große Ungenauigkeiten bisheriger Berechnungen, die mit herkömmlichen Methoden durchgeführt wurden. Tatsächlich bestätigen die ersten Auswertungen der GOCE-Daten diese Hypothese. „Messungen, die von der Erdoberfläche aus in schwer zugänglichen Bereichen gemacht werden, bergen ein hohes Fehlerrisiko“, erklärt Rummel. „Der Satellit hat damit natürlich kein Problem.“

Nicht nur die Daten, auch der Satellit selbst zeigt sich äußerst robust. Ursprünglich sollte er ab Oktober ein Jahr lang die eigentlichen Messungen vornehmen, mit einer Pause nach sechs Monaten. Doch GOCEs Energieversorgung arbeitet so gut und seine Stabilität ist so hoch, dass diese Ruhephase nicht nötig war. „Unsere Hoffnung ist, dass wir sogar drei bis vier Jahre durchmessen können“, sagt Rummel. Dabei wandert GOCE auf einer äußerst anspruchsvollen Strecke: Seine Arbeitshöhe von 255 Kilometern ist die niedrigste Bahn, auf der jemals ein wissenschaftlicher Satellit die Erde umlaufen hat. Damit er nicht abstürzt, muss er ständig mit Ionentriebwerken nachgesteuert werden. „Das funktioniert hervorragend“, freut sich Rummel. Zur Hilfe kommt der Mission die Sonne, die sich in den vergangenen Monaten ausnehmend ruhig verhalten hat. Eine stärkere Aktivität würde den Luftwiderstand erhöhen und damit die Steuerung schwieriger machen.

Die Wissenschaftler erwarten von der Mission ein besseres Verständnis für viele Prozesse in der Erde und an der Oberfläche. Da die Gravitation in direktem Zusammenhang mit der Masseverteilung im Erdinnern steht, kann eine detaillierte Kartierung dazu beitragen, die Dynamik in der Erdkruste besser zu verstehen. Warum und wo sich die Kontinentalplatten bewegen und Erdbeben verursachen, ist besonders für Regionen an den Plattenrändern wie den Himalaya und die Anden von großer Bedeutung. Die Forscher hoffen, dass die Mission langfristig zu einem Erdbebenwarnsystem beitragen könnte.

Auch die Ozeanströmungen wollen die Wissenschaftler mithilfe der neuen Daten erstmals detailgenau erfassen. Veränderungen der Zirkulation und des Meersspiegels sind wiederum entscheidend für alle globalen Klimastudien. Bislang hatte man die Meeresströme hauptsächlich aus mathematischen Modellrechnungen erschlossen.

Das Vermessungswesen soll von den GOCE-Daten ebenso profitieren. Anhand der exakten Referenzfläche können Höhen der Erdoberfläche auf unterschiedlichen Kontinenten korrekt miteinander verglichen werden. In Kombination mit Messungen von Satellitennavigationssystemen (zum Beispiel GPS oder GALILEO) soll es künftig möglich sein, jedem Nutzer solche Angaben auf den Zentimeter genau zur Verfügung zu stellen. Nicht zuletzt wird die Planung von Straßen-, Tunnel- und Brückenbauten einfacher.

Mit den vorbearbeiteten Daten werden die Wissenschaftler des Konsortiums, koordiniert an der TU München, nun ein erstes globales Schwerefeldmodell entwickeln. Es soll auf dem Living Planet Symposium der Europäischen Weltraumbehörde ESA Ende Juni im norwegischen Bergen vorgestellt werden.

Hintergrundinformation:
TUM-Wissenschaftler Prof. Reiner Rummel ist einer der Initiatoren von GOCE und Vorsitzender des European GOCE Gravitiy Consortiums. Diese Gruppe von zehn europäischen Instituten aus sieben Ländern wertet die wissenschaftlichen Daten aus. An der TUM wird die satellitengestützte Geodäsie vom Institute for Advanced Study unterstützt, das herausragenden Wissenschaftlern langfristige Forschungsprojekte ermöglicht.

Dr. Ulrich Marsch | idw
Weitere Informationen:
http://www.tum.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Polarstern ab heute unterwegs nach Spitzbergen, um Rolle der Wolken bei Erwärmung der Arktis zu untersuchen
24.05.2017 | Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. (TROPOS)

nachricht Unterschiedliche Erwärmung von Arktis und Antarktis: Forscher sieht Höhenunterschied als Ursache
18.05.2017 | Universität Leipzig

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten