N° 38–2002: ESA wählt neue Erdbeobachtungsmissionen aus

Die ESA hatte im Juni 2001 eine Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen veröffentlicht. Von den 27 eingegangenen Antworten, die sämtliche wissenschafts- und anwendungsorientierten Bereiche der Fernerkundung der Erde umfaßten, wurden im Januar 2002 25 einer Gruppe unabhängiger Wissenschaftler zwecks eingehender wissenschaftlicher und technischer Auswertung unterbreitet. Die Ergebnisse wurden anschließend vom Beratenden Ausschuß für Geowissenschaften (ESAC) geprüft, der sechs Missionen in die engere Wahl einbezog. Am 15. und 16. Mai schließlich hat der Programmrat für Erdbeobachtung der ESA beschlossen, für drei dieser Missionen Durchführbarkeitsstudien in die Wege zu leiten.

Die erste Auswahl von Erdforschungs-Gelegenheitsmissionen fand 1999 statt. Damals wurden Cryosat und SMOS ausgewählt. Cryosat soll nach seinem für 2004 geplanten Start Eiskappen und Meereis unter die Lupe nehmen, während SMOS 2006 gestartet werden und dann die Bodenfeuchtigkeit und den Salzgehalt der Meere messen soll. Die ersten Erdforschung-Kernmissionen, die ebenfalls 1999 ausgewählt wurden, sind die Mission zur Bestimmung des Schwerefelds und der stationären Ozeanzirkulation (GOCE) und die Mission zur Dynamik der Atmosphäre (ADM-Aeolus), deren Starts für 2005 bzw. 2007 vorgesehen sind.

Anders als die größeren Erdforschungs-Kernmissionen, bei denen es sich um unter Federführung der ESA durchgeführte Forschungsmissionen handelt, sind die Gelegenheitsmissionen kleiner, sehen eine stärkere Beteiligung der Industrie vor und stehen nicht notwendigerweise unter Leitung der ESA. Ihre Gesamtkosten bewegen sich in der Größenordnung von 110 MEuro.

Die drei jüngst ausgewählten Gelegenheitsmissionen sollen Forschungsvorhaben ergänzen, die gegenwärtig im Rahmen des Erdforschungsprogramms vorbereitet werden. Sobald die Machbarkeitsstudien abgeschlossen sind, werden zwei von ihnen zur Durchführung ausgewählt, wobei der erste Start 2008 stattfinden soll.

ACE+

Hauptzweck von ACE+ ist es, Veränderungen der globalen Temperatur- und Wasserdampfverteilung in der Atmosphäre zu messen und so wertvolle Daten für die Überwachung des Klimawandels zu liefern. Ein weiteres Ziel ist die Verbesserung von Wettervorhersagen. Für die Mission werden vier Satelliten in Umlaufbahnen zwischen 650 und 850 km Höhe eingesetzt. Jeder dieser Satelliten wird einen L-Band-Empfänger für GPS/Galileo-Peilungen und einen X-K-Band-Mehrfrequenzsender bzw. ?empfänger für Messungen von Satellit-zu-Satellit-Verbindungen mitführen.

Der geographische Erfassungsbereich der Mission muß gewährleisten, daß die gemessenen Profile weltweit einheitlich verteilt sind. Die vorgeschlagene Konstellation von vier Satelliten wird pro Monat rund 7 000 Feuchtigkeits- und Temperaturmessungen ermöglichen, eine Ausbeute, die für die Klimaüberwachung geeignet ist. Außerdem sollen pro Tag rund 5 000 Refraktionsmessungen durch Okkultation der GPS/Galileo-Funksignale durchgeführt und in Wettervorhersagesysteme integriert werden.

EGPM

Dieses Vorhaben ist ein bedeutender Beitrag Europas zur Mission für globale Niederschlagsmessungen (GPM), eine internationale Initiative, die achtmal täglich globale Niederschlagsfelder bereitstellen soll. GPM beruht auf einer Satellitenkonstellation und ist Nachfolgerin der NASA/NASDA-Gemeinschaftsmission zur Messung des tropischen Regenfalls (TRMM).

Da die Verfügbarkeit von Süßwasser für das Leben auf der Erde und die Entwicklung der Menschheit von grundlegender Bedeutung ist, sind die wissenschaftlichen Gründe und die Notwendigkeit einer Mission für Niederschlagsmessungen offensichtlich. Das Auftreten bzw. Fehlen von Niederschlägen beeinflußt unmittelbar nahezu alle Bereiche der Meteorologie, Klimaforschung, Hydrologie, Wirtschaft und Gesellschaft.

Der europäische Beitrag (EGPM) besteht aus einem einzigen Satelliten auf einer sonnensynchronen erdnahen Bahn, der mit einem Mikrowellen-Radiometer für globale Beobachtungen des Regenfalls ausgestattet ist. Er fügt sich in den gemeinsamen Vorschlag der NASA und der NASDA für die Mission GPM ein, die einen "Kernsatelliten" mit Niederschlags-Radar und -Radiometer sowie eine Reihe kleinerer Satelliten mit jeweils nur einem Niederschlags-Radiometer vorsieht.

EGPM ergänzt die vorgeschlagene GPM-Mission durch Bereitstellung der für hohe Breitengrade (wie Europa und Kanada) benötigten Daten.

SWARM

Die Mission SWARM soll die bisher genaueste Vermessung des Erdmagnetfelds und seiner zeitlichen Veränderungen ermöglichen und neue Einblicke zur Erweiterung unseres Wissens über das Erdinnere und Erdklima vermitteln.

Sie stützt sich auf einen Verbund aus vier Satelliten in zwei unterschiedlichen polaren Umlaufbahnen zwischen 400 und 550 km Höhe. Jeder Satellit soll das Magnetfeld der Erde mit hoher Genauigkeit und Auflösung messen. Zusammen sollen sie die erforderlichen Beobachtungen für eine globale Hochpräzisionsvermessung des geomagnetischen Feldes anstellen, die zur Modellierung seiner verschiedenen Quellen unabdingbar ist.

Magnetfelder spielen bei physikalischen Vorgängen im ganzen Universum eine wichtige Rolle. Das Magnetfeld der Erde übt einen bestimmenden Einfluß auf unsere elektrodynamische Umgebung, die thermosphärische Dynamik und möglicherweise sogar auf die Entwicklung der unteren Atmosphäre aus.

SWARM soll uns wichtige neue Erkenntnisse über die sich erweiternde und vertiefende Südatlantische Anomalie bescheren, die den Betrieb erdnaher Satelliten ernstlich beeinträchtigen kann. Geographisch gesehen ist die seit kurzem zu beobachtende Abschwächung des geomagnetischen Dipols weitgehend auf Veränderungen des Feldes in dieser Region zurückzuführen. Die anhand der Ergebnisse dieser Mission zu erstellenden Modelle des Erdmagnetfelds werden praktische Anwendungen in vielen Bereichen haben, so z.B. zur Bestimmung der vom Weltraumwetter und von der kosmischen Strahlung ausgehenden Gefahren sowie zur Verbesserung unseres Verständnisses der für Klima und Wetter relevanten Abläufe in der Atmosphäre.

Nähere Auskunft erteilen:

Einar-Arne Herland

Leiter der Abteilung Geowissenschaften

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