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Die Erde als Kartoffel

erstellt von timo_meyer zuletzt verändert: 17.11.2016 13:36 — abgelaufen

Die Gravitation unseres Planeten in einer beispiellosen Präzision zu kartieren – mit diesem Auftrag war der Forschungssatellit GOCE im März 2009 in die Erdumlaufbahn geschossen worden. Nach zwei Jahren emsigen Datensammelns konnten Wissenschaftler der TU München nun verkünden: Ziel erreicht!

Das Verständnis des Geoids erfordert ein wenig Vorstellungskraft. Der Fachbegriff bezeichnet einen idealisierten Ozean, wie es ihn geben würde, wenn unser Planet vollständig mit Wasser bedeckt wäre. Eine perfekte Kugel wäre dies indes nicht, da die Gravitationskräfte bedingt etwa durch die Erdrotation und die heterogene Zusammensetzung der Erdkruste abhängig vom Aufenthaltsort unterschiedlich stark wirken. In Computergrafiken werden diese Anomalien des irdischen Schwerefelds als (stark überhöhte) Dellen bzw. Beulen dargestellt – manchem Betrachter mag sich da die Assoziation einer farbigen Kartoffel aufdrängen. Solche Modelle gab es auch schon bevor GOCE seine Arbeit aufnahm; der ESA-Forschungssatellit übertrifft in seiner Genauigkeit Vorgänger-Missionen allerdings um ein Vielfaches.

Eine genaue Kenntnis des Schwerefelds verspricht ein besseres Verständnis von heutigen und künftigen Vorgängen im „System Erde“. So können mit den Daten des Forschungssatelliten etwa die Strömungen der Weltmeere oder Bewegungen von Eismassen an den Polen präzise berechnet werden – eine Voraussetzung für belastbare Prognosen des Klimawandels. Im Vermessungswesen kann GOCE zu einer Vereinheitlichung der Höhensysteme beitragen. Davon gibt es heute allein in Europa noch 20 verschiedene – jedes von ihnen gründet sich auf einer anderen Höhe des Meeresspiegels. Die Geoid-Referenzfläche erlaubt es nun, diese unterschiedlichen Systeme miteinander in Einklang zu bringen.  Den Bau von Verkehrswegen wie Tunnel oder Brücken kann dies in Zukunft spürbar vereinfachen.

Der Weg zu diesen konkreten Anwendungen war allerdings länger als zunächst erhofft. So musste der Start von GOCE aus technischen Gründen mehrmals verschoben werden. Innovative Technologien erfordern zudem immer auch entsprechend umfangreiche wissenschaftliche Vorarbeit. So wurden bereits acht Jahre vor dem Start des Satelliten in den Projekten GOCE GRAND I und II des FuE-Programms GEOTECHNOLOGIEN Algorithmen zur Berechnung des Schwerefelds und die für ihren Einsatz notwendige Software entwickelt. Im noch bis Mitte 2012 laufenden Vorhaben REAL-GOCE werden diese Datenverarbeitungsketten implementiert und auf die Messergebnisse von GOCE angewendet.

Nachdem GOCE nun etliche Daten gesammelt hat, um ein vollständig neues Bild der irdischen Gravitationskräfte zu zeichnen, sei es nun an der Zeit, die ersten Anwendungen zu entwickeln, betont Professor Reiner Rummel von der TU München. Abgeschlossen sei die Mission des Forschungssatelliten damit aber noch nicht, erklärt Rummel, der bereits die Projekte GOCE GRAND I und II koordinierte: „Wir empfangen einen steten Strom ausgezeichneter Gradiometerdaten von GOCE und sind mit jedem neuen Zweimonatszyklus in der Lage, das von GOCE erstellte Modell des Schwerefelds weiter zu verbessern.“

RD, iserundschmidt 04/2011


Weitere Informationen zum Forschungssatelliten GOCE stellt die ESA bereit, eine Übersicht über die Projekte des aktuellen Forschungsschwerpunkts „Erfassung des Systems Erde aus dem Weltraum III“ finden Sie auf den Seiten der GEOTECHNOLOGIEN.

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