Die Satellitenflotte des GFZ
So paradox es auch erscheinen mag: Wer tief ins Erdinnere blicken will, muss hoch ins All. Das erkannten die Potsdamer Geoforscher sehr schnell und schickten 1995 ihren ersten eigenen „Versuchsballon“ ins All. Der unter „GFZ-1“ firmierende fußballgroße Satellit war mit 60 Laser-Retroreflektoren bestückt und wurde im April 1995 von der russischen Raumstation MIR in 400 Kilometer Höhe ausgesetzt.
Mit GFZ-1 konnte über vier Jahre das Erdschwerefeld untersucht werden. Sobald der Satellit eine der 33 weltweit verteilten Laser-Bodenstationen überflog, wurde er mit Laserblitzen beschossen. Aus den Laufzeiten der reflektierten Blitze ließen sich die Bahn von GFZ-1 und der Einfluss des Schwerefeldes berechnen. Mit diesem „simplen“ Satelliten, der einschließlich Start weniger als eine Million Mark gekostet hat, gewannen die Potsdamer Geoforscher nicht nur wertvolle wissenschaftliche Informationen, sondern auch unschätzbare Erfahrungen im Betrieb einer Raumfahrtmission.
Dem Lehrstück GFZ-1 folgten ständig verbesserte Meisterwerke: CHAMP (2000), GRACE (2002) und Swarm (2013). Das GFZ leitete die zehnjährige CHAMP-Mission, bei der das Magnet- und Schwerefeld sowie die Atmosphäre der Erde im Focus standen.
Bei der in Kooperation mit der NASA durchgeführten GRACE-Mission vermessen die Zwillingssatelliten Tom und Jerry im Tandemflug das Schwerefeld der Erde in einer bislang unerreichten Genauigkeit und erkunden damit, was den Heimatplaneten im Innersten zusammenhält.
Die beiden GRACE-Satelliten sollen noch bis 2017 Daten liefern.
In diesem Zusammenhang ist die Tatsache interessant, dass die NASA mit GRACE erstmals einen Auftrag zum Satellitenbau ins Ausland vergeben hat, das heißt nach Deutschland zu Astrium.
In Sichtweite: Klimasatellitenpaar GRACE-FO
Angesichts der mehrjährigen Vorbereitungszeiten einer Satellitenmission, dürfte es kaum verwundern, dass sich bereits das nächste Raumfahrtabenteuer des GFZ in Planung befindet. 2017 soll das Klimasatellitenpaar GRACE Follow-On (GRACE-FO) starten und damit nahtlos an die aktuell laufende GRACE-Mission anknüpfen. GRACE steht für „Gravity Recovery And Climate Experiment“.
Die Mittel für den Bau der Satelliten sind bereits bewilligt. GRACE-FO wird wie GRACE aus zwei baugleichen Satelliten bestehen, die ineinem Abstand von 220 Kilometern im gleichen polnahen Orbit in 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 ein neues Laser-Interferometer, das bis zu 50 mal genauer misst.
Hauptziel der GRACE FO-Mission ist die Vermessung des Gravitationsfeldes der Erde. Anomalien im Innern der Erde oder an seiner Oberfläche (Eismassen) bewirken, dass sich die Schwerkraft ständig ändert. Nimmt beispielsweise klimabedingt die Masse des Eises ab, so ändert sich an dieser Stelle auch die Gravitation. Dieses Prinzip machen sich die beiden Satelliten zunutze. Mit diesen Daten können die Geoforscher künftig genau sagen, ob der Meeresspiegel steigt, weil das Eis auf den Kontinenten schmilzt, oder ob sich das Wasser als Folge der Erwärmung einfach nur ausdehnt.
