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Satellit GOCE misst die Erdanziehungskraft mit bisher unerreichter Genauigkeit

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Der von der europäischen Raumfahrtbehörde ESA in Auftrag gegebene Erderkundungssatellit GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer) wurde heute um 15:21 Uhr MEZ erfolgreich vom russischen Kosmodrom Plesetsk gestartet. GOCE ist die erste Satellitenmission im Rahmen des Living-Planet-Programms der ESA und misst die Erdanziehung mit bisher unerreichter Genauigkeit.

Das Deutsche GeoForschungsZentrum Potsdam GFZ berechnet aus diesen Daten ein eigenes, hochaufgelöstes Schwerefeld. "Die als 'Potsdamer Kartoffel' bekannt gewordene Darstellung des Erdschwerefeldes wird damit um Größenordnungen genauer", sagt dazu Professor Reinhard Hüttl, Vorstandsvorsitzender des GFZ. Das GFZ, das über längjährige Erfahrungen bei der satellitengestützten Schwerefeldbestimmung verfügt, nimmt unter der Projektleitung der Technischen Universität München und gemeinsam mit Instituten aus Deutschland, Frankreich, Dänemark, Italien, Österreich, der Schweiz und den Niederlanden als Kooperationspartner im Rahmen der sog. High Level Processing Facility (HPF) an der GOCE-Datenauswertung teil.

GOCE tastet die Erde mit einer räumlichen Auflösung von etwa 100 km ab und liefert damit wesentlich genauere Daten als alle bisherigen Satellitenmissionen zum Schwerefeld. Eines der wichtigsten wissenschaftlichen Anwendungsgebiete der GOCE-Mission wird die Untersuchung der globalen Meeresströmungen sein. Meeresströmungen verursachen Abweichungen der Meeresspiegelhöhe von der Gleichgewichtsform des Erdschwerefeldes, die bis zu zwei Meter hoch sein können und als Meerestopographie bezeichnet werden. Die Kenntnis der Meerestopographie erlaubt Rückschlüsse auf die Ozeanzirkulationen, deren Veränderungen ihrerseits mit Klimaänderungen verknüpft sein können. "Aus der Kombination von GOCE-Messungen mit Daten der von anderen Satelliten gemessenen Meeresspiegelhöhe wird es erstmals möglich sein, die Meerestopographie und deren mögliche zeitliche Veränderungen auf den offenen Ozeanen direkt zu vermessen", erläutert Dr. Frank Flechtner, der am GFZ, dem Potsdamer Helmholtz-Zentrum, die Schwerefeldauswertung bearbeitet. Dies wird einen neuartigen Beitrag zum Wissen über die Ozeane und deren klimawandelbedingte Veränderungen darstellen.

Weitere wissenschaftliche Zielstellungen der GOCE-Mission sind die Untersuchung der Struktur der Erdkruste und der Mantelkonvektion sowie die Schaffung eines kontinentumspannenden Höhenreferenzsystems und die damit in Verbindung stehende genaue Erfassung des Meeresspiegels und das Verständnis seiner Variationen.

Der für die Schweremessung wichtigste Sensor auf GOCE ist ein sog. Gravitationsgradiometer, was mit GOCE erstmalig an Bord eines Satelliten geflogen wird. Um die geforderte hohe Messgenauigkeit zu erreichen, fliegt GOCE auf einer für Satelliten extrem niedrigen Umlaufbahn von ca. 250 km und ist deshalb mit einem Ionentriebwerk als sog. Drag-Free-System ausgerüstet, was die auf den Satelliten wirkenden Störkräfte ausgleicht und einen Flug praktisch im freien Fall ermöglicht. Darüber hinaus ist GOCE für die zentimetergenaue Bestimmung seiner Bahnposition mit einem GPS-Empfänger ausgerüstet: erstmalig wird damit ein in Europa hergestellter wissenschaftlicher GPS-Empfänger an Bord eines Satelliten eingesetzt.

Technische Daten zu GOCE unter:
http://www.astrium.eads.net/de/families/planet-earth-observation-global-warming-climate/observing-the-planet/goce-de?set_language=de

Franz Ossing
Helmholtz Centre Potsdam
GFZ German Research Centre for Geosciences
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Franz Ossing | Quelle: Helmholtz-Zentrum
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