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Mit Laser dem Klimawandel auf der Spur
Redaktion
/ Pressemitteilung des Deutschen GeoForschungsZentrums Potsdam
astronews.com
19. Juni 2013
Die beiden Satelliten der Mission GRACE erfassen
seit 2002 das Schwerefeld der Erde und liefern damit auch wichtige Daten über
den Klimawandel. Jetzt wurden die Mittel für die deutsche Beteiligung an der
Nachfolgemission GRACE-FO bewilligt. Die Messgenauigkeit soll dabei
noch einmal verbessert werden - mit einer Technologie, die von
Gravitationswellenforschern stammt.
Die Mission
GRACE-FO wird, genau wie GRACE, aus zwei
Satelliten bestehen.
Bild: Astrium |
Veränderungen im Schwerefeld der Erde können künftig wesentlich präziser
vermessen werden. Eine neuartige Laserentfernungsmessung auf der 2017 startenden
GRACE-Follow-On-Satellitenmission soll eine bisher nicht erreichte
Genauigkeit in der Erfassung von klimabedingten Massenveränderungen auf unserem
Planeten ermöglichen. Die Mittel für die deutsche Beteiligung an der
deutsch-amerikanischen Satellitenmission GRACE Follow-On wurden jetzt
bereitgestellt.
GRACE steht für Gravity Recovery And Climate Experiment und
bezeichnet eine 2002 gestartete, aus zwei baugleichen Satelliten bestehende
Mission, die Daten der Erdanziehungskraft in Klimainformation umsetzt (astronews.com
berichtete): Nach Newton übt jede Masse eine Anziehungskraft aus, also auch
beispielsweise die Eismassen der Antarktis oder das in den Kontinenten
gespeicherte Wasser. Ändert sich klimabedingt die Masse des Eises, so ändert
sich an dieser Stelle auch die Schwerkraft.
Dieses Prinzip machen sich die beiden Satelliten zunutze: sie fliegen auf
exakt der gleichen Bahn, aber ihr Abstand voneinander ändert sich geringfügig,
wenn sie über Gebiete unterschiedlicher Erdanziehung fliegen. Die
Abstandsänderung ist also die Maßeinheit der Massenänderung: Je genauer man den
Abstand zwischen den beiden Satelliten messen kann, desto präziser erfasst man
klimagetriebene Massenänderungen.
Die derzeitige GRACE-Mission wird spätestens 2017 enden, die
Nachfolger-Satelliten GRACE Follow-On können jetzt gebaut werden. Zur
Verbesserung der Messgenauigkeit stellt das Albert-Einstein-Institut Hannover
(AEI), ein hochpräzises Laser Ranging Interferometer (LRI) bereit, das
die auf der jetzigen Mission verwendete, mikrowellenbasierte Messung ergänzen
wird. "Wir sind sehr glücklich, mit unserer Methode, die ursprünglich aus der
Gravitationswellenforschung stammt, jetzt auch zur Klimaforschung beitragen zu
können", so Professor Karsten Danzmann, Direktor am AEI und zuständig für das
Design und Management des LRI-Gesamtinstrumentes, das gemeinsam mit dem Jet
Propulsion Laboratory der NASA entwickelt wurde.
Die deutschen Beiträge für GRACE-FO werden federführend vom
Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ realisiert. Am GFZ werden darüber hinaus die
wissenschaftlichen Daten der Mission ausgewertet. "Die Genauigkeit der
Schwerefelder, die wir seit 2002 aus den Abstandsmessungen des bisherigen
GRACE-Mikrowelleninstruments abgeleitet haben, wird mit dem LRI auf
GRACE-FO noch einmal wesentlich verbessert. Dies erlaubt zuverlässigere
Aussagen zum Klimawandel", so Professor Frank Flechtner (GFZ), der den deutsche
Beitrag für GRACE-FO koordiniert.
GRACE-FO wird wie GRACE aus zwei baugleichen Satelliten bestehen,
die in etwa 220 Kilometern Abstand im gleichen polnahen Orbit in rund 490
Kilometern Höhe hintereinander herfliegen. Herzstücke der Instrumentierung sind
ein ultrapräzises Mikrowellen-Distanzmesssystem, mit dem sich der Abstand
zwischen den Satelliten auf einige tausendstel Millimeter vermessen lässt, sowie
das neue Laser Ranging Interferometer (LRI), das noch bis zu 50-mal
genauer misst.
"Das Bundesministerium für Bildung und Forschung, das Bundesministerium für
Wirtschaft und Technologie und die Helmholtz-Gemeinschaft fördern das gesamte
Satellitenprojekt mit insgesamt 49,2 Millionen Euro", so Professor Reinhard
Hüttl, Vorstandsvorsitzender des Deutschen GeoForschungsZentrums. "Dafür möchte
ich mich im Namen aller Projektbeteiligten herzlich bedanken." Zu diesen Mitteln
kommt noch eine Unterstützung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt
(DLR) für das LRI sowie die Finanzierung des Missionsbetriebs durch das Deutsche
GeoForschungsZentrum, das zudem noch Laser-Retro-Reflektoren für beide
Satelliten stellt.
Die beiden Satelliten der GRACE-FO-Mission werden im Auftrag das
Jet Propulsion Laboratory (JPL) der amerikanischen Weltraumbehörde NASA von
Astrium gebaut. Das Tochterunternehmen des europäischen Luft- und
Raumfahrtkonzerns EADS lieferte auch schon die beiden Satelliten für die erste
GRACE-Mission.
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