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Magnetfeldmodell mit einfacheren Mitteln

Satellit der Swarm-Mission (Abbildung: Astrium).

Der GFZ-Wissenschaftler Jürgen Matzka ist Preisträger des MagQuest-Wettbewerbs zur Verbesserung des weltweiten Magnetfeldmodells (WMM). Das WMM ist die Grundlage für globale Navigationssysteme, seien es Kartendienste auf Smartphones oder Anwendungen im weltweiten Güterverkehr, zum Beispiel mit Schiffen, sowie Luft- und Raumfahrt. Matzka teilt sich das Preisgeld von insgesamt 200.000 US-Dollar zu gleichen Teilen mit neun anderen Gewinnerinnen und Gewinnern des Ideenwettbewerbs der US-amerikanischen National Geospatial-Intelligence Agency.

Ein weltumspannendes Modell des Erdmagnetfelds (World Magnetic Model WMM) ist nötig, um zu jeder Zeit an jedem Ort die Abweichung von 'magnetisch Nord' zu 'geografisch Nord' feststellen zu können. Ohne diese Korrektur der „Kompass-Missweisung“ würden uns unsere Smartphones in die Irre führen.

Die derzeit besten Daten für das WMM kommen von der europäischen Satellitenmission Swarm, in die das Deutsche GeoForschungsZentrum GFZ über verschiedene wissenschaftliche Studien involviert ist. Das Problem dabei: Die Mission braucht zur Vermessung des Magnetfeldes extrem genaue Geräte zur eigenen Positionsbestimmung, zum Beispiel Sternenkameras, und ebenfalls sehr genaue Magnetometer, die die Stärke und Richtung des Magnetfeldes messen. Für die Berechnung eines weltweiten Modells kommen noch Beobachtungsdaten aus Observatorien auf der Erde hinzu.

Jürgen Matzka hat im Zuge der Phase 1 des MagQuest-Wettbewerbs nun eine radikale Vereinfachung vorgeschlagen, die zu einem ähnlich guten weltweiten Magnetfeldmodell wie bisher bei deutlich reduzierten Kosten führen könnte. „Von den Satelliten brauchen wir dazu nur die Messung der Magnetfeldstärke“, erläutert Matzka, „von Bodenstationen brauchen wir nur eine Richtungskomponente des Magnetfeldes, nämlich die Vertikalkomponente“. Wichtig dabei sei, dass die Bodenstationen zur Messung der Magnetfeldrichtung möglichst in Äquatornähe stehen. Satellitenmissionen könnten mit einfacheren Magnetometern ausgestattet werden und kämen ohne Sternenkameras aus, sagt Matzka. Auch die Observatorien am Erdboden müssten nicht mit den teuersten Messgeräten ausgestattet sein.

Nach der ersten Phase des Wettbewerbs steht nun eine zweite an, bei der es um insgesamt eine Million US-Dollar Preisgeld geht, das sich bis zu fünf Ideengeberinnen und -geber teilen. Gefordert sind dann unter anderem eine detailliertere Ausarbeitung der Pläne und konkrete Vorschläge für Prototypen.

Weiterführende Informationen:

Wissenschaftlicher Kontakt:
Dr. Jürgen Matzka
Sektion Geomagnetismus
Helmholtz-Zentrum Potsdam
Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
Lindenstraße 7
14823 Niemegk
Tel.: +49 33843 624-18
Email: juergen.matzka@gfz-potsdam.de

Medienkontakt:
Josef Zens
Leiter Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Helmholtz-Zentrum Potsdam
Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
Telegrafenberg
14473 Potsdam
Tel.: +49 331 288-1040
Email: Josef.Zens@gfz-potsdam.de

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