CryoSat: Eis-Erforschung nimmt zweiten Anlauf

Knapp fünf Jahre nach dem ersten gescheiterten Versuch nimmt die ESA-Satellitenmission CryoSat am 25. Februar 2010 einen zweiten Anlauf, um die planetaren Eismassen zu erforschen. Der mit zwei Radarantennen ausgestattete Hightech-Satellit soll in den kommenden drei Jahren die Eisschichten am Nord- und Südpol genau vermessen und so weitere Rückschlüsse auf den vermuteten Klimawandel bzw. dessen Auswirkungen auf die als besonders sensibel geltenden Regionen liefern.

Validierungsexperimente als Basis

Seit dem Absturz der Trägerrakete und dem damit verbundenen Verlust des 140 Mio. teuren Erstsatelliten im Oktober 2005 sind die Forscher allerdings nicht untätig geblieben. „Unsere Kalibrierungs- und Validierungsexperimente zu Land und aus der Luft sind weitergelaufen, sodass wir für die Konstruktion des neuen CryoSat-Modells eine viel bessere Grundlage hatten als noch vor fünf Jahren“, erklärt Veit Helm, Projektverantwortlicher am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) http://www.cryosat.de , im Gespräch mit pressetext.

Durch die Validierungsexperimente, die teilweise bereits mit der von CryoSat verwendeten Radartechnologie von Flugzeugen und Helikoptern durchgeführt wurden, verfüge man nun auch über ausgezeichnetes Datenmaterial der vergangenen Jahre, das mit den von CryoSat gewonnenen Daten verglichen werden könne. „Für Klimaprognosen und um Rückschlüsse auf den Gesamtzustand der Eismassen zu ziehen, spielt neben der Ausdehnung vor allem auch die Eisdicke eine zentrale Rolle. In dieser Hinsicht wird CryoSat sehr verlässliches und genaues Datenmaterial liefern können, zumal dazu noch kaum Messwerte existieren“, sagt Helm.

Radarhöhenmessung über Antennen

Wichtigstes Instrument an Bord von CryoSat ist ein Radarhöhenmesser mit zwei Antennen. Aus 720 Kilometern Höhe sollen die Eisoberflächen derart präzise abgetastet werden, dass Höhenunterschiede mit einer Genauigkeit von ein bis drei Zentimeter ermittelt werden können. Während eine Antenne kurze Radarimpulse zur Erdoberfläche sendet, wird die reflektierte Strahlung schließlich von beiden Antennen wieder empfangen. In Verbindung mit den exakten Bahndaten von CryoSat lassen sich so die genauen Höhenprofile von Eisschichten und der gefrorenen Meeresoberfläche berechnen.

Aber auch schwimmende Eisberge und -schollen können mit dem Satellitensystem genau verfolgt werden. „Konnten über Hubschrauber und Flugzeuge Landstriche von einigen Hundert Kilometern abgedeckt werden, erlaubt CryoSat die vollständige Eis-Kartierung der Polregionen. Wir können zukünftig also eine monatliche Eisdeckenkarte der Erde erstellen und saisonale Schwankungen somit genau nachverfolgen bzw. erste Trends für die längerfristige Entwicklung ableiten“, so Helm gegenüber pressetext.

Backup-Elektronik an Bord

Bei der Konstruktion des Satelliten wurde ohnehin nichts dem Zufall überlassen. So ist CryoSat 2 nun mit einer kompletten Backup-Elektronik ausgestattet, die eine vollständige Funktionstüchtigkeit garantiert, selbst wenn das Haupt-System ausfallen sollte. Um die genaue Orbithöhe des Satelliten bestimmen zu können, ist das Satellitensystem zudem mit einem Laser-Retroreflektor und einem Radiosignalempfänger des französischen Satellitengeodäsiesystems DORIS ausgestattet. Als Startmasse bringt der Satellit 720 Kilogramm auf die Waage, der vorgesehene Datendurchsatz beläuft sich auf 400 Gbit pro Tag.