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Einfach weitermessen

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

Heute vor genau drei Jahren brach der Satellit GOCE auf, um das Schwerefeld der Erde in nie gekannter Präzision zu vermessen. Nach diversen Erfolgsmeldungen ist der künstliche Trabant heute zwar aus der öffentlichen Wahrnehmung verschwunden, nicht aber aus der der Forschergemeinde.

Die Meldungen über den „Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer“ waren in den Jahren vor dem Start nicht immer positiv. Schwierigkeiten mit Zulieferern sowie technische Probleme mit der Trägerrakete verzögerten den Starttermin immer wieder. Das einzigartige Design des Satelliten – u. a. seiner sonnensynchronen und extrem niedrigen Umlaufbahn geschuldet – stellte die Techniker immer wieder vor große Herausforderungen.


GOCE

Satellit GOCE im Orbit (Grafik: AOES Medialab)

Doch trotz aller Startschwierigkeiten – als GOCE schließlich am 17. März 2009 zu seiner zunächst auf 20 Monate ausgelegten Mission aufbrach, ließ er sämtliche Probleme am Boden zurück. Allein im ersten Missionsjahr sammelte der Satellit knapp 70 Millionen Messdaten. Viele unterschiedliche Forschungsbereiche und -projekte profitierten bereits von diesen Daten, darunter auch Vorhaben unter dem Dach des FuE-Programms GEOTECHNOLOGIEN wie etwa GOCE-GRAND II oder REAL-GOCE.

Wie es heute um GOCE steht und welche Erkenntnisse der Satellit abseits seiner Hauptaufgabe Schwerefeldvermessung bisher noch geliefert hat, darüber sprach planeterde mit Dr. Anja Schlicht vom Institut für Astronomische und Physikalische Geodäsie der TU München, welches die Datenströme des Satelliten analysiert und auswertet. Bis 2009 war hier das GOCE-Projektbüro beheimatet, dass die Öffentlichkeitsarbeit zum Projekt sowie die Kommunikation zwischen den beteiligten Raumfahrtzentren DLR und ESA und den wissenschaftlichen Nutzern koordinierte.

planeterde: Frau Dr. Schlicht, nur weil ein Satellit ein wenig aus der öffentlichen Wahrnehmung verschwunden ist, hört er ja nicht auf zu arbeiten. Was macht GOCE im Moment?

Schlicht: GOCE misst einfach weiter. Alle Instrumente laufen einwandfrei selbst nachdem seine Soll-Messzeit überschritten ist. Dank der niedrigen Sonnenaktivität ist noch so viel Treibstoff vorhanden, dass in der jetzigen Flughöhe ein Betrieb bis Ende 2013 möglich wäre. Das ist natürlich ein großer Glücksfall, da sich die Genauigkeit des errechneten statischen Schwerefeldes mit der Anzahl der eingehenden Messungen verbessert.

planeterde: Die Betriebskosten belaufen sich jährlich auf ca. 8 Millionen Euro. Wofür wird dieses Geld verwendet? Welche Aufgaben und Arbeiten fallen unter den Bereich „laufender Betrieb"?

Schlicht: Der größte Posten ist der Flugbetrieb, d. h. die Missionsüberwachung und die Datenkommunikation mit dem Satelliten. Die Missionsüberwachung ist eine 24-Stunden-Aufgabe für mehrere Leute. Außerdem ist Antennenzeit rar und muss bezahlt werden. Aber auch die Datenaufbereitung, bei der erstmalig auch Wissenschaftler mit eingebunden sind, benötigt einen Teil des Geldes.

planeterde: Fast genau vor einem Jahr traf ein schweres Erdbeben mit anschließendem Tsunami Japans Ostküste. Finden sich das Beben und die damit einhergehenden geologischen Veränderungen auch in den Daten von GOCE?

Schlicht: Bis jetzt wurde nur versucht, das Erdbeben in den Gradientendaten zu finden. Da streiten sich die Experten, ob man nun etwas sieht oder nicht. Am Ende der Mission soll eine Schwerefeldlösung vorher und eine nach dem Beben errechnet werden. Dann ist vielleicht eine genauere Aussage möglich. Aber auch dann werden die Auswirkungen nur am Rande des Sichtbaren liegen.

planeterde: Inwiefern sind Daten, die GOCE bisher geliefert hat, bereits in andere Forschungszweige eingegangen? Wann wird das Vermessungswesen, der Ingenieur auf der Baustelle, der Stadtplaner, der Bergsteiger von den GOCE-Daten profitieren können?

Schlicht: Die Hauptanwendung der GOCE Daten ist auf dem Gebiet der Ozeanographie. Und auf diesem Gebiet kann man den Erfolg von GOCE auch sehr gut sichtbar machen. Die Karten der dynamischen Ozeantopographie, die man aus der Kombination von Altimetermessungen und dem Geoid aus GOCE-Daten gewinnt, zeigen eine beachtliche Steigerung der räumlichen Auflösung bei guter Übereinstimmung mit lokalen Beobachtungen. GOCE-Daten fließen auch in kombinierte Schwerefeldmodelle ein, die sich nicht nur auf Satellitendaten, sondern auch auf terrestrischen Daten stützen. Von diesen Modellen kann dann auch ein global agierender Bergsteiger profitieren, wenn er seine Bergtour in den Anden mit denen im Himalaya vergleichen will. Der Ingenieur auf der Baustelle wird bei grenzüberschreitenden Baumaßnahmen wie Tunnel und Brücken profitieren, wenn die nationalen Höhennetze angeglichen werden.

planeterde: GOCE hat neben seiner Hauptaufgabe auch viele andere Ziele erreicht, beispielsweise die Fähigkeiten von Ionentriebwerken unter Beweis gestellt. Welche Innovationen und Erkenntnisse hat der Satellit noch geliefert, jenseits der eigentlichen Vermessung des Erdschwerefelds?

Schlicht: Das Ionentriebwerk und mit ihm zusammen die ganze Drag-free Regelung (die Regelung, die den Satelliten im freien Fall hält, also auf ihn wirkende Reibungskräfte kompensiert, Anm. d. Red.) läuft einwandfrei und soll schon bald für andere Missionen übernommen werden. GOCE hat gezeigt, dass man eine Mission in der extrem niedrigen Flughöhe von 250 Kilometer betreiben kann. Aber auch andere technische Errungenschaften sind mit GOCE verbunden: Die mechanische Stabilität des Gradiometers und des ganzen Flugkörpers ist hervorragend, die Beschleunigungssensoren werden auch bald in anderen Missionen zur Anwendung kommen und nicht zuletzt hat sich zum ersten Mal ein europäischer GPS Empfänger als durchaus brauchbar erwiesen. In wissenschaftlicher Hinsicht ist das Studium der Atmosphäre in der geringen Flughöhe von GOCE zu nennen, das weitere Erkenntnisse mit sich bringen wird.

planeterde: Wie wird es mit GOCE weitergehen?

Schlicht: Der Treibstoff reicht wie gesagt in der jetzigen Flughöhe bis Ende 2013. Deshalb wird diskutiert, den Satelliten noch weiter zu betreiben. Dies muss von den ESA Mitgliedsländern bestätigt werden. Dabei wird auch untersucht, ob ein Absenken der Flughöhe um 10 bis 20 Kilometer erstrebenswert ist, um noch genauere Daten zu bekommen. Wenn der Treibstoff dann wirklich zu Ende geht, wird der Satellit innerhalb von zwei Wochen absinken und schließlich in der Atmosphäre verglühen.

planeterde: Frau Schlicht, vielen Dank für dieses Gespräch.


Neues vom Satelliten GOCE hatte die ESA erst kürzlich zu vermelden. Am 9. März veröffentlichte die Raumfahrtagentur auf GOCE-Daten basierendes Kartenmaterial, das erstmals eine globale, hochauflösende Ansicht der Grenzschicht zwischen Erdkruste und Erdmantel zeigt, genannt „Mohorovičić-Diskontinuität“, kurz „Moho“. Mehr dazu finden Sie hier.

Weitere Informationen zum Satelliten GOCE finden Sie ebenfalls auf den Seiten der ESA und natürlich hier auf planeterde.

Mehr zum GEOTECHNOLOGIEN-Schwerpunkt „Erfassung des Systems Erde aus dem Weltraum III" finden Sie hier.

TM, iserundschmidt 03/2012