Wissen


3

Mission GRACE-FO Eine neue Karte vom Schwerefeld der Erde

Die Erde schaut aus wie eine Kartoffel - zumindest, wenn man ihr Schwerefeld betrachtet. Die zwei Satelliten der Mission GRACE-FO sollen nun das Gravitationsfeld der Erde messen - und zwar noch genauer als ihre beiden Vorgänger.

Stand: 17.05.2018

GRACE-FO im Orbit | Bild: NASA/JPL-Caltech

15 Jahre lang kreisten die beiden Satelliten der Mission GRACE um die Erde. Als ihre Energiereserven zur Neige gingen, wurden sie zum Absturz gebracht. GRACE-2 verglühte Ende 2017 in der Atmosphäre, GRACE-1 ein knappes Vierteljahr später. Die Nachfolger stehen schon bereit: Auch die zwei Satelliten der Mission Gravity Recovery and Climate Experiment-Follow-On, kurz GRACE-FO, sollen aus dem Orbit das Schwerefeld der Erde genau vermessen und einmal pro Monat eine Karte des Schwerefelds der Erde erstellen. Die Daten erlauben Rückschlüsse auf Veränderungen auf der Erde, zum Beispiel des Meeresspiegels oder des Klimas.

Deutsch-amerikanisches Projekt

Einer der beiden GRACE-FO-Satelliten beim Test bei IABG in München

Die beiden GRACE-FO-Satelliten sollen frühestens am 22. Mai mit einer Rakete der privaten US-Weltraumfirma SpaceX ins Weltall reisen. Das deutsch-amerikanische Projekt ist zunächst auf fünf Jahre ausgelegt und kostet rund 440 Millionen Euro. Den größten Teil trägt die US-Weltraumbehörde NASA, Deutschland steuert rund 78 Millionen Euro bei.

Distanzmessung mit Mikrowellen und Laser

Wie beim Vorgängerprojekt GRACE, das von 2002 bis 2017 lief, fliegen die 600 Kilogramm schweren Satelliten in rund 490 Kilometer Höhe um die Erde. Dabei halten sie etwa 250 Kilometer Abstand voneinander. Je nachdem, über welchen Untergrund sie fliegen, etwa Berge, Meere oder auch feuchte und trockene Gebiete, werden die Satelliten unterschiedlich stark vom Schwerefeld der Erde angezogen. Der Abstand der beiden Satelliten zueinander lässt sich auf den Bruchteil eines Millimeters genau messen. Veränderungen der Distanz erlauben dann Rückschlüsse auf den Untergrund. Beim Vorgängerprojekt war der Abstand mit Mikrowellen gemessen worden. Jetzt soll zusätzlich ein noch genauerer Laser zum Einsatz kommen. Die beiden Satelliten sollen 16 Mal am Tag die Erde umkreisen. Nach einem Monat haben sie dann die Daten für eine komplette Gravitationskarte des Planeten gesammelt.

Daten für die Umwelt- und Klimaforschung

Das Schwerefeld der Erde ähnelt einer Kartoffel.

Die erste GRACE-Mission hatte bereits wertvolle Daten für die Forschung gesammelt. Beispielsweise hatte sie gezeigt, dass in Grönland von 2002 bis 2016 rund 270 Milliarden Tonnen Eis verloren gingen. Das sind 20 Milliarden Tonnen mehr als zuvor angenommen. Aber auch Landhebungen, die regional den Anstieg der Meeresspiegel mehr als ausgleichen können, erfassen die Systeme. Das Projekt zeigte auch, dass die Erde keine ganz perfekte Kugel ist. Nach der Aussage von Forschern des Deutschen Geoforschungszentrums in Potsdam gleicht sie eher einer Kartoffel, wenn man das Schwerefeld betrachtet. Die neuen Daten sollen an rund 5.000 bereits registrierte Interessenten gehen, darunter Hydrologen oder Ozeanografen.


3