Die Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery and Climate Experiment Follow-On) soll das Erdschwerefeld mit bisher unerreichter Präzision vermessen. Bei der Vorbereitung dieser Mission wurde nun ein wichtiger Zwischenschritt erreicht. Am 12. Dezember gelangten die beiden Satelliten per Luftfracht in die USA zur Luftwaffenbasis Vandenberg in Kalifornien. Von dort sollen sie im Frühjahr 2018 an Bord einer Falcon-9-Rakete der Firma SpaceX ins Weltall gebracht werden. GRACE Follow-On ist eine gemeinsame Mission des NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena (Kalifornien) und des GFZ. Die Satelliten wurden von Airbus Defence and Space in Friedrichshafen gebaut und anschließend bei der Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft mbH (IABG) in Ottobrunn umfangreich auf ihre Weltraumtauglichkeit getestet.
GRACE-FO ist der Nachfolger der überaus erfolgreichen Mission GRACE, an der das GFZ ebenfalls maßgeblich beteiligt ist. Diese wurde im März 2002 gestartet und war über 15 Jahre lang bis zum Herbst 2017 aktiv. Damit erreichte sie mehr als das Dreifache der ursprünglich geplanten Missionsdauer von fünf Jahren. „GRACE-FO wird Variationen des Erdschwerefeldes noch präziser erfassen können als es mit GRACE möglich war“, sagt Frank Flechtner, Leiter der Sektion Globales Geomonitoring und Schwerefeld und zugleich Leitender Wissenschaftler der Mission. „Die dabei erzeugten Daten ermöglichen unter anderem genaue Aussagen zu Eismassenveränderungen von Gletschern, zu Änderungen des Meeresspiegels und dem Verlust von Grundwasser.“
Zum Messprinzip der Mission: Beide Satelliten umkreisen im Formationsflug die Erde in rund 490 Kilometern Höhe und senden Mikrowellensignale aus, die vom jeweils anderen empfangen werden. Ausgehend von der Zeit, die dabei vergeht, werden minimale Beschleunigungen der beiden Raumfahrzeuge abgeleitet, die durch Massenänderungen auf der Erde hervorgerufen werden. Diese führen dazu, dass sich der Abstand zwischen den beiden Satelliten minimal ändert. Die Messungen haben gezeigt, wie im Lauf der Zeit Wasser, Eis und festes Material auf der Erde beziehungsweise unter ihrer Oberfläche bewegt werden. Die GRACE-Satelliten konnten ihren Abstand, der rund 220 Kilometer beträgt, bis auf einen Mikrometer genau bestimmen. Die GRACE-FO-Raumfahrzeuge verfügen zusätzlich über ein Laser-Interferometer, das am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert Einstein Institut) in Hannover entwickelt wurde. Damit kann die Genauigkeit bis auf 50 Nanometer gesteigert werden, was auch die Vermessung des Erdschwerefelds deutlich verbessert. (rn)
