Gravity Recovery and Climate Experiment-Follow-On (GRACE-FO) Mission

Die Gravity Recovery and Climate Experiment-Follow-On (GRACE-FO) Mission wurde am 22. Mai 2018 erfolgreich gestartet, wird von der NASA gelenkt und soll die Ziele und Datensätze der vormaligen GRACE Mission fortsetzen.

Das primäre Ziel der GRACE-FO Mission ist daher, präzise globale und hochauflösende Modelle des statischen und zeitvariablen Erdschwerefeldes zu bestimmen. Wie in der GRACE-Mission, basiert dies auf hochgenauen Beobachtungen des Abstandes zwischen den beiden Zwillingssatelliten, die auf einem koplanaren, niedrigen und polaren Orbit fliegen, mit Hilfe eines K/Ka-Band Mikrowelleninstruments. Jeder der beiden Satelliten ist zusätzlich mit einem geodätischen Global Navigation Satellite System (GNSS) Empfänger, einem Laser Retro-Reflektor (LRR) für die Vermessung der Satellitenbahn vom Boden und einem hochgenauen Akzelerometers zur präzisen Ausmessung der auf den Satelliten wirkenden nicht-gravitativen Kräfte ausgestattet.

Als sekundäres Ziel wird GRACE-FO auch ein Laser Ranging Interferometer (LRI) als Technologie-Demonstration an Bord haben. Das LRI wird wie das K/Ka-Band Instrument, allerdings wesentlich genauer, die Abstandsänderungen zwischen den beiden Satelliten vermessen und dient damit der Vorbereitung zukünftiger GRACE-ähnlicher Missionen. Ein weiteres untergeordnetes Ziel ist die Fortsetzung der GRACE Radiookkultationsmessungen.

Das GRACE-FO Projekt wird in den USA unter der Leitung der NASA Earth Science Division (ESD) innerhalb des NASA Science Mission Directorate (SMD) und des Earth Systematic Missions Program Office am Goddard Space Flight Center (GSFC) durchgeführt. Dem Jet Propulsion Laboratory (JPL) wurde dabei die Verantwortung für die Realisierung des GRACE-FO Projekts übertragen.

Daneben besitzt die GRACE-FO Mission signifikante deutsche Beiträge, die vom Deutschen GeoForschungsZentrum (GFZ) geleitet werden. Diese werden gemeinsam finanziert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), dem Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), der Helmholtz-Gemeinschaft (HGF), dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) (Beistellungen zum LRI) und dem Deutschen GeoForschungsZentrum (GFZ).

Die deutsch-amerikanische Zusammenarbeit ist in einem Memorandum of Understanding (MOU) zwischen NASA und GFZ festgelegt, die jeweiligen Rollen und Verantwortlichkeiten sind im Cooperative Project Plan (CPP) beschrieben. Demnach ist das GFZ verantwortlich für 

  • Auswertung und Verteilung der wissenschaftlichen Daten innerhalb eines deutsch-amerikanischen Science Data System (SDS) inklusive Freigabe neuer Produktversionen der GRACE-FO Produkte über das GFZ Information Systems and Data Center (ISDC),
  • Beistellung zum experimentellen Laser Ranging Interferometer (LRI),
  • Beistellung einer Startrakete und des Startservice,
  • Beistellung von Laser Retro-Reflektoren (LRR) für beide Satelliten,
  • Missionsbetrieb (mit US-Unterstützung) und
  • Führung des Europäischen Science Teams.

Details zu den verschiedenen Missionselementen, aktuelle Neuigkeiten oder Publikationen finden sich in den nebenstehenden Links.

In der nachfolgenden Tabelle sind chronologisch die wichtigsten Ereignisse im Laufe der Realisierung von GRACE-FO auflistet.

2018

14.06.2018 | Erste Signale vom GRACE Follow-On Laser Interferometer: Zum ersten mal wurde mit Laser-Interferometrie zwischen zwei Satelliten ihr 220 km Abstand mit Nanometer Präzision vermessen. Weitere Details findet man hier.

29.05.2018 | K-Band Ranging zwischen den beiden Satelliten hat begonnen. Weitere Details findet man hier.

28.05.2018 | Auf beiden Satelliten wurden die Akzelerometer erfolgreich eingeschaltet.

26.05.2018 | Die Launch and Early Operations Phase wurde erfolgreich und vorzeitig beendet. Die mittlere Flughöhe (über 6378.1 km) der beiden Satelliten betrug 491.5 km, der Abstand zwischen den Satelliten 216.7 km mit einer Driftrate von 0.4 km/d. Auf beiden Satelliten sind der USO (Ultra Stable Oscillator), das GPS und die MWA (Microwave Assembly) angeschaltet.

22.05.2018 | Erfolgreicher Start von GRACE-FO um 19:47 UTC. Dieser war ein "Rideshare" mit 5 Iridium-Next Satelliten mit einer SpaceX/Falcon-9 Rakete von der Vandenberg Air Force Base in Kalifornien. Die Veranstaltung zum Start am GFZ kann hier noch einmal angeschaut werden.

27.03.2018 | Erfolgreiches Key Decision Point E Review um in die operationelle Phase einzutreten (KDP-E).

13.03.2018 | Das Mission Readiness Review (MRR) wurde erfolgreich bei NASA Headquarter in Washington durchgeführt.

18./19.01.2018 | Das Operations Readiness Review (ORR) wurde erfolgreich bei DLR/GSOC in Oberpfaffenhofen durchgeführt.

2017

12.12.2017 | Transport der Satelliten, des MSD und weiterem Equipment von der IABG in Ottobrunn zur Vandenberg Air Force Base in Kalifornien. Weitere Details finden sich hier

10.11.2017 |  Pressekonferenz anlässlich der Beendigung der Tests zur Umweltqualifikation an den beiden GRACE-FO Satelliten bei der IABG in Ottobrunn. Weitere Details findet man hier

07./08.11.2017 | Das Pre-ship Review (PSR) wurde erfolgreich bei Airbus Defence and Space in Friedrichshafen durchgeführt.

12.10.2017 | Das Science Data System Readiness Review wurde erfolgreich bei UTCSR in Austin/Texas durchgeführt.

19.09.2017 | Der Separationstest zwischen dem MSD und den Satelliten Dummies wurde erfolgreich durchgeführt.

11.-15.09.2017 | Die EGSIEM Herbstschule zu Anwendungen der Satellitengravimetrie wurde am GFZ durchgeführt. Etwa 45 Teilnehmer aus 16 verschiedenen Ländern (plus 12 Lehrer) genossen eine sehr interessante Woche mit diversen Vorlesungen und (Computer)Übungen, um den Umgang mit GRACE und späteren GRACE-FO Daten für verschiedene geophysikalische Anwendungen zu erlernen. Weitere Details sind (auf Englisch) lesbar unter  www.egsiem.eu/139-potsdam-autumn-school.

18.07.2017 | Der mechanische Fit Check zwischen dem SpaceX Payload Adapter Ring und dem MSD wurde erfolgreich durchgeführt.

17.07.2017 | Der mechanische Fit Check zwischen dem MSD und den beiden GRACE-FO Satelliten wurde erfolgreich durchgeführt.

07.07.2017 | Der MSD wurde zur IABG ausgeliefert.

07.02.2017 | Das Multi Satellite Dispenser (MSD) Critical Design Review (CDR) wurde erfolgreich bei Airbus Defence and Space S.A. (CASA Espacio premises), Madrid, Spanien durchgeführt.

2016

14.11.2016 | Da die russisch/ukrainische Dnepr-Startrakete und die dazugehörenden Startdienstleistungen leider nicht mehr durch die International Space Company Kosmotras (ISCK) bereitgestellt werden können, wurde durch die NASA-GFZ Joint Steering Group beschlossen, die Startrakete für GRACE-FO zu wechseln. Der entsprechende Vertrag wurde heute vom GFZ Vorstand und Iridium Satellite LLC unterzeichnet. Dies beinhaltet einen gemeinsamen ("Rideshare") Start von GRACE-FO mit 5 Iridium-Next Satelliten mit einer Space-X Falcon-9 von der Vandenberg Air Force Basis in Kalifornien im Zeitfenster Dezember 2017 bis Februar 2018. Dazu gehört ebenfalls ein Vertrag mit Airbus D&S, die den notwendigen Multi Satellite Dispenser bauen und das Launch Service Management im Auftrag des GFZ durchführen werden. Weitere Informationen findet man hier.

01.11.2016| Die Umwelttests des ersten Satelliten haben bei der IABG begonnen.

28.10.2016 | Airbus D&S hat den ersten der beiden GRACE-FO-Satelliten fertig gestellt. Weitere Informationen findet man hier.

21./22.09.2016| Das Environmental Test Readiness Review wurde erfolgreich bei der IABG (Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft mbH) in Ottobrunn durchgeführt.

2015

08/2015-10/2016 | Integration der Instrumente und Satelliten bei Airbus D&S

21.-22.07.2015 | Das System Integration Review (SIR) fand erfolgreich bei Airbus in Immenstaad statt.

26.05.2015 | Airbus Defence and Space beginnt mit dem Bau der GRACE-FO Klimasatelliten. Weitere Informationen finden sich hier.

29./30.04.2015 | Das Mission Operations System (MOS) Critical Design Review (CDR) wurde erfolgreich bei GFZ/GSOC in Oberpfaffenhofen durchgeführt.

26.03.2015 | Das US/D Science Data System (SDS) Critical Design Review (CDR) wurde erfolgreich bei JPL, Pasadena, durchgeführt.

25.-26.02.2015 | Das 5. Launcher Progress Meeting fand bei STI statt.

02.-05.02.2015 | Das Project Critical Design Review (CDR) fand erfolgreich bei Airbus in Immenstaad statt.

2014

19.-20.11.2014 | Das 4. Launcher Progress Meeting fand bei STI statt.

29.-31.07.2014 | Das Launch System Preliminary Design Review (PDR) wurde erfolgreich bei STI in Immenstaad durchgeführt.

16.-17.07.2014 | Das Mission Operations System (MOS) Preliminary Design Review (PDR) wurde erfolgreich bei DLR/GSOC in Oberpfaffenhofen durchgeführt.

26.06.2014 | Das US/D Science Data System (SDS) Preliminary Design Review (PDR) wurde erfolgreich bei JPL, Pasadena, durchgeführt.

05.06.2014 | Das US/D Laser Ranging Interferometer (LRI) Critical Design Review (CDR) wurde erfolgreich bei JPL, Pasadena, durchgeführt.

15.05.2014 | Das Microwave Instrument (MWI) Critical Design Review (CDR) wurde erfolgreich bei JPL, Pasadena, durchgeführt.

02.05.2014 | Ein Treffen des European GRACE-FO Science Teams fand während der EGU in Wien statt.

28.-30.04.2014 | Das 3. Launcher Progress Meeting fand bei STI statt.

19.02.2014 | Das 2. Launcher Progress Meeting fand bei STI statt.

11.02.2014 | Der Vorstand des Deutschen GeoForschungsZentrums hat das Memorandum of Understanding (MOU) mit NASA-Administrator Charles Bolden Jr. zur gemeinsamen Realisierung der GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) Nachfolgemission GRACE-FO unterzeichnet. Die entsprechende Pressemitteilung findet sich hier.

21.-24.01.2014 | Das Project Preliminary Design Review (PDR) fand erfolgreich bei Airbus in Immenstaad statt. Der Übergang in die Phase C fand am 3. März 2014 statt.

2013

19.12.2013 | Das 1. Launcher Progress Meeting fand bei STI statt.

16.12.2013 | Das LRI Maturity Assessment Review fand bei JPL statt.

06.12.2013 | Der Vertrag zur Beschaffung der DNEPR-Startrakete und entsprechender Startdienstleistungen wurde zwischen GFZ und der International Space Company Kosmotras (ISCK) unterzeichnet.

18.-19.11.2013 | Das Accelerometer Preliminary Design Review wurde bei ONERA, Frankreich, durchgeführt.

28.10.2013 | Das Flight System Star Tracker Mission Readiness Review wurde bei der Dänischen Technischen Universität (DTU), Kopenhagen, durchgeführt.

22.10.2013 | Ein GRACE-FO Science Data System Meeting fand im Vorfeld des GSTM2013 in Austin, Texas, statt.

21.-22.10.2013 | Das Launch Vehicle Kick-off Meeting wurde bei STI in Immenstaad durchgeführt.

18.10.2013 | Das On-Board Computer (OBC) Mission Readiness Review wurde bei Thales-Alenia, Italien, durchgeführt.

15.-16.10.2013 | Das Power und Thermal Preliminary Design Review wurde bei Astrium GmbH in Immenstaad durchgeführt.

02.-03.10.2013 | Das Flight Software Preliminary Design Review wurde in Bristol, England, durchgeführt.

03.09.2013 | Das European GRACE-FO Science Team Kick-off Meeting wurde am Rande der IAG2013-Tagung in Potsdam veranstaltet.

16.-17.07.2013 | Das Accelerometer Electronics Preliminary Design Review wurde bei Onera in Paris durchgeführt.

20.06.2013 | GFZ and NASA haben gemeinsam die DNEPR als Startrakete für GRACE-FO ausgewählt. Startdatum ist weiter August 2017.

17.06.2013 | Die Mittel für die deutsche Beteiligung an GRACE-FO wurden jetzt durch das BMBF bereitgestellt. Weitere Informationen finden sich hier.

30.-31.05.2013 | Das gemeinsame US/D Laser Ranging Interferometer (LRI) Preliminary Design Review (PDR) wurde erfolgreich bei JPL, Pasadena, durchgeführt.

06.-07.05.2013 | Das Laser Ranging Interferometer (LRI) Tripple Mirror Assembly (TMA) Preliminary Design Review (PDR) wurde erfolgreich bei Cassidian, Oberkochen, und SpaceTech, Immenstaad, durchgeführt.

23.-26.04.2013 | Das Laser Ranging Interferometer (LRI) Optical Bench Assembly (OBA) Preliminary Design Review (PDR) wurde erfolgreich bei DLR, Berlin, Astrium, Friedrichshafen, und SpaceTech, Immenstaad, durchgeführt.

22.04.2013 | Das Microwave Instrument (MWI) Preliminary Design Review wurde bei JPL durchgeführt.

15.03.2013 | GRACE-FO Science Data System (SDS) Kick-off Meeting, JPL, Pasadena

14.03.2013 | Das Laser Ranging Interferometer (LRI) Laser Stabilization Cavity EDU Critical Design Review (CDR) wurde erfolgreich bei Ball Aerospace durchgeführt.

07.-08.03.2013 | Das K-Band Ranging (KBR) Subsystem Mechanical/Thermal Preliminary Design Review (PDR) wurde erfolgreich bei Astrium, Friedrichshafen, durchgeführt.

28.02.2013 | Das Ultra-Stable Oscillator (USO) Critical Design Review (CDR) wurde erfolgreich bei APL, XXX, durchgeführt.

26.-28.02.2013 | Das Attitude and Orbit Control System (AOCS) Preliminary Design Review (PDR) wurde erfolgreich bei Astrium, Friedrichshafen, durchgeführt.

2012

29.11.2012 | Astrium wird, wie schon bei GRACE, im Auftrag von JPL die GRACE-FO (FO=Follow-on) Satelliten bauen. Die entsprechende Vereinbarung wurde heute in Friedrichshafen unterzeichnet. Weitere Informationen zu diesem Ereignis findet man am GFZ oder bei Astrium.

01.10.2012 | Das BMBF sichert dem GFZ die Finanzierung der deutschen Projektanteile durch einen Letter of Intent (LOI) zu.

03.09.2012 | Start der Phase-B

01.-02.08.2012 | Deutsches Laser Ranging Interferometer (LRI) Kick-off Meeting beim DLR, Bremen

07.2012 | Das Mission Definition (MDR) und System Requirements Review (SRR) wurden erfolgreich bei JPL/NASA durchgeführt.

15.-16.05.2012 | Eine Delegation von NASA/JPL (Jet Propulsion Laboratory) besuchte das GFZ, um das Memorundum of Understanding zwischen NASA und GFZ beziehungsweise den Cooperative Project Plan zwischen JPL und GFZ im Rahmen der GRACE-FO (Follow-on) Satellitenmission zu diskutieren. Diese beiden Verträge beschreiben die Rollen und Verantwortlichkeiten innerhalb der Mission. Das GFZ wird dabei die Startrakete, den Missionsbetrieb, die Laser Retro-Reflektoren (LRR) sowie wesentliche Teile eines Laser Ranging Interferometers (LRI) und des wissenschaftlichen Prozessierungssystems verantworten.

01.01.2012 | Start der Phase-A 2011

2011

28.10.2011 | Das Mission Concept Review (MCR) wurde erfolgreich bei JPL, Pasadena, durchgeführt.

25.10.2011 | Staatsekretär Schütte (BMBF) sichert NASA Administrator Charles F. Bolden Jr. die gemeinsame Finanzierung der deutschen Projektanteile „Beschaffung einer Startrakete und des Startservices, Durchführung des Missionsbetrieb (mit US-Unterstützung), wissenschaftliche Auswertung und Datenverteilung, Bau wesentlicher Bestandteile eines gemeinsamen experimentellen Laser Ranging Interferometers (LRI) sowie Beistellung von Laser Retro-Reflektoren (LRR)“ durch BMBF, BMWi, HGF, GFZ und DLR zu.

20.07.2011 | NASA Administrator Charles F. Bolden Jr. lädt BMBF, BMWi, HGF, GFZ und DLR ein, eine GRACE-Nachfolgemission „GRACE-FO“ wieder in gemeinsamer deutsch-amerikanischer Partnerschaft zu realisieren.

2009

06.10.2009 | Treffen der deutsch-amerikanischen GRACE-Partner auf Einladung von Prof. Hüttl am GFZ in Potsdam. JPL, UTCSR, Astrium, STI und GFZ beschließen gemeinsam an der Realisierung von GRACE-FO zu arbeiten.

Die Hauptaufgabe des SDS ist das Prozessieren der wissenschaftlichen GRACE-FO Daten. Dazu gehört die Generierung von GRACE-FO Level-0 bis Level-3 Produkten ebenso wie deren Verteilung und Archivierung. Genau wie die gesamte Mission ist auch das GRACE-FO SDS eine gemeinsame US-amerikanisch/deutsche Kooperation bestehend aus dem Jet Propulsion Laboratory (JPL), dem Center for Space Research der Universität von Texas (UTCSR) und dem Deutschen GeoForschungsZentrum (GFZ). Dadurch sind interne Validation und Vergleiche der wissenschaftlichen Produkte gesichert und zusätzlich sind Backup-Ressourcen bezogen auf die Datenprozessierung sowie die Archivierung gegeben.

Eine detaillierte Beschreibung des GRACE-FO SDS inklusive der Rollen und Verantwortlichkeiten der SDS Institutionen, dem Datenfluss sowie den zu veröffentlichenden Produkten und Dokumenten wird in einem sogenannten Science Data System Development Plan verfasst werden. Im Folgenden sind die wesentlichen Aspekte des SDS kurz erläutert.

Level-1 Prozessierung

Ausgehend von den Level-0 Daten, d.h. den rohen Telemetriedaten, die von den beiden GRACE-FO Satelliten empfangen werden, umfasst die Level-1 Prozessierung zwei Schritte. Im ersten Schritt werden die binär kodierten Level-0 Messungen in übliche physikalische Einheiten konvertiert. Die daraus resultierenden Level-1A Daten werden anschließend mit korrekten Zeitmarken versehen und ihre Samplingrate wird reduziert um die Level-1B Produkte zu erhalten. Zu den wichtigsten Level-1B Daten gehören die Messungen des K/Ka-Band Mikrowelleninstruments und des Laser Ranging Interferometers sowie GPS-, Akzelerometer- und Sternkamerabeobachtungen. Die GRACE-FO Level-1 Prozessierung wird von JPL durchgeführt werden, wobei das GFZ als Backup-Einheit dienen wird.

Zur Level-1 Prozessierung gehört auch die Generierung von sog. De-aliasing Produkten für Kurzzeitmassenvariationen in Atmosphäre und Ozean (AOD1B), welche durch das GFZ erfolgen wird.

Level-2 Prozessierung

Aus den Level-1B Daten werden Kugelfunktionskoeffizienten geschätzt, die das Gravitationspotential der Erde beschreiben. Zur Berechnung dieser Koeffizienten wird typischerweise ein Monat an Level-1B Daten verwendet, so dass die entstehenden Level-2 Produkte ein Zeitreihe bestehend aus monatlichen globalen Schwerefeldmodellen bilden. Die standardmäßigen Level-2 Produkte müssen 60 Tage nach dem Erhalt der Level-0 Daten an die Nutzer verteilt werden; daneben wird jedoch auch die operationelle Bereitstellung von schnell verfügbaren NRT (“Near Real Time”) Produkten untersucht werden. GRACE-FO Level-2 Produkte werden von allen drei SDS Partnern generiert werden.

Als zusätzliche Level-2 Produkte werden monatliche Mittel der AOD1B De-aliasing Produkte (sog. GAx-Produkte) hergestellt und an die Nutzer verteilt, um gegebenenfalls ein Wiederanbringen der entsprechenden atmosphärischen und/oder ozeanischen Massensignale zu ermöglichen.

Level-3 Prozessierung

In Ergänzung zu den Level-2 Produkten werden nutzerfreundlichere Level-3 Produkte erzeugt, in dem die Kugelfunktionskoeffzienten bereits in gegitterte Funktionale des Erdpotentials (wie z.B. äquivalente Wassersäule) umgewandelt werden. Zu den Level-3 Produkten gehören aber auch ergänzende Daten wie Geozentrumszeitreihen oder SLR-basierte Zeitreihen des (die Erdabplattung beschreibenden) C20-Koeffizienten, welche für eine korrekte geophysikalische Interpretation der Level-2 Produkte benötigt werden. Eine begrenzte Anzahl offizieller GRACE-FO Level-3 Produkte wird durch JPL erzeugt werden; um die Auswahl an angebotenen Produkten zu erweitern und dadurch eine möglichst große Anzahl Nutzer anzusprechen, plant das GFZ zusätzlich eigene Level-3 Produkte anzubieten.

Archivierung

Sämtliche GRACE-FO SDS Produkte von Level-0 bis Level-3 einschließlich der entsprechenden Dokumente werden sowohl in dem von JPL/NASA betriebenen Physical Oceanography Distributed Active Data Center (PODAAC) als auch im Information System and Data Center (ISDC) des GFZ archiviert werden. Da sichergestellt sein soll, dass die beiden Archive sich gegenseitig spiegeln, ist eine regelmäßige Harmonisierung erforderlich.

Da die russisch/ukrainische Dnepr-Startrakete und die dazugehörenden Startdienstleistungen leider nicht mehr durch die International Space Company Kosmotras (ISCK) bereitgestellt werden können, wurde durch die NASA-GFZ Joint Steering Group beschlossen, die Startrakete für GRACE-FO zu wechseln. Der entsprechende Vertrag wurde am 14.11.2016 vom GFZ Vorstand und Iridium Satellite LLC unterzeichnet. Dies beinhaltet einen gemeinsamen ("Rideshare") Start von GRACE-FO mit 5 Iridium-Next Satelliten mit einer Space-X Falcon-9 von der Vandenberg Air Force Basis in Kalifornien im Zeitfenster Dezember 2017 bis Februar 2018. Dazu gehört ebenfalls ein Vertrag mit Airbus D&S, die den notwendigen Multi Satellite Dispenser bauen und das Launch Service Management im Auftrag des GFZ durchführen werden.

Weitere Informationen finden sich auf der englischen Seite.

Die Entwicklung der Satelliten und seiner Komponenten (SAT) wird von JPL geleitet und in enger Partnerschaft auf Vertragsbasis durch Astrium GmbH realisiert. Die wesentlichen Komponenten der beiden Satelliten basieren dabei auf Erfahrungen die beim Bau der Kleinsatelliten wie CHAMP, GRACE oder SWARM bei Astrium gemacht wurden. Die GRACE-FO Satelliten sind im nachfolgenden Bild dargestellt. Details zur Datenübertragung, Lageregelung, Temperaturkontrolle oder Stromversorgung sind in den entsprechenden englischen Seiten zu finden.

Das GRACE-FO Science Instrument System (SIS) beinhaltet das Mikrowellen Intersatellitenabstandsmessgerät, den GNSS-Empfänger, der zur Durchführung der präzisen Bahnbestimmung und der Radiookkultationsmessungen notwendig ist, und andere Sensoren wie die Sternenkamera zur präzisen Lagebestimmung oder die Akzelerometer zur Korrektur von nicht-gravitativen Störbeschleunigungen. Diese Instrumente sind im Prinzip identisch zu den bereits bei GRACE eingesetzten Elementen, basieren aber auf modernisierter Hard- und Software. Zusätzlich wird auf GRACE-FO ein Laser Ranging Interferometer (LRI) als Technologie-Demonstrator eingesetzt, mit dessen Hilfe gegenüber dem Standard-Mikrowelleninstrument genauere Abstands- und Abstandsänderungen beobachtet und damit präzisere Schwerefeldmodelle abgeleitet werden können. Zusätzlich stellt das GFZ Laser Retroreflektoren für beide Satelliten zur Verfügung, die eine unabhängige Kontrolle der aus GNSS abgeleiteten Bahnen liefern sollen. Das SIS koordiniert auch die Kompatibilität aller Sensoren untereinander und ihre Integration in den Satelliten.

Die verschiedenen SIS-Komponenten sind in den englischen Seiten beschrieben. Die Attitude and Orbit Control System (Lage- und Bahnregelung, AOCS) Sensoren, die neben dem GNSS-Empfänger einen Coarse Earth Sun Sensor (CESS), eine Inertial Measurement Unit (IMU) und ein Fluxgate Magnetometer beinhalten, sind in den englischen Seiten des Satellitensystems beschrieben.

Das GRACE-FO Mission Operations System (MOS) und Ground Data System (GDS) werden für die ersten 5 Jahre vom GFZ finanziert. Der Missionsbetrieb wird im Unterauftrag vom German Space Operation Center (GSOC) des DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) in Oberpfaffenhofen durchgeführt. Das GFZ stellt den Operations Mission Manager (OMM), validierte Flugprozeduren sowie seine Satellitenempfangsstation in Ny-Ålesund/Spitzbergen bei. Ein grober Überblick ist dem nachfolgenden Bild zu entnehmen. Weitere Informationen zu den einzelnen Komponenten und Phasen des Missionsbetriebs finden sich auf den englischen Seiten.

GRACE-relevante Literatur findet man hier.

Nachfolgend relevante Literatur zu GRACE-FO, die zur Zeit verfügbar ist:

2015

F. Flechtner, K.-H. Neumayer, C. Dahle, H. Dobslaw, E. Fagiolini, J.-C. Raimondo, A. Güntner, (2015 online): What Can be Expected from the GRACE-FO Laser Ranging Interferometer for Earth Science Applications? - Surveys in Geophysics. DOI: http://doi.org/10.1007/s10712-015-9338-y

2014

F. Flechtner, P. Morton, M. Watkins, F. Webb, (2014): Status of the GRACE Follow-on Mission. - In: Marti, U. (Ed.), Gravity, Geoid and Height Systems: Proceedings of the IAG Symposium GGHS2012, 9 - 12 October 2012, Venice, Italy, (International Association of Geodesy Symposia; 141).

D. Schütze, D. Farrant, D. Shaddock, B. Sheard, G. Heinzel, K. Danzmann (2014): Measuring coalignment of retroreflectors with large lateral incoming-outgoing beam offset, Rev. Sci. Instrum. 85, 035103, Abstract available at scitation.aip.org/content/aip/journal/rsi/85/3/10.1063/1.4866682

D. Schütze, V. Müller, G. Stede, B. Sheard, G. Heinzel, K. Danzmann, A. Sutton, D. Shaddock (2014): Retroreflector for GRACE Follow-on: Vertex vs. point of minimal coupling, Optics Express, Vol. 22, Issue 8, pp. 9324-9333 (2014), PDF available at  www.opticsinfobase.org/oe/abstract.cfm

D. Schütze, G. Stede, V. Müller, O. Gerberding, Ch. Mahrdt, B. Sheard, G. Heinzel, K. Danzmann (2014): LISA-like Laser Ranging for GRACE Follow-on, Proceedings 9th LISA Symposium, G. Auger, P. Bin ́etruy and E. Plagnol (eds.), Paris, ASP Conference Series, Vol. 467, PDF available at www.apc.univ-paris7.fr/~beckmann/Proceedings/Schutze.pdf

S. G. Turyshev, M. V. Sazhin, V. T. Toth (2014): General relativistic laser interferometric observables of the GRACE-Follow-On mission, Physical Review D, 89(10):105029, doi:10.1103/PhysRevD.89.105029

D. M. R. Wuchenich, C. Mahrdt, B. S. Sheard, S. P. Francis, R. E. Spero, J. Miller,  C. M. Mow-Lowry, R. L. Ward, W. M. Klipstein, G. Heinzel, K. Danzmann, D. E. McClelland, D. A. Shaddock (2014): Laser link acquisition demonstration for the GRACE Follow-On mission, Optics Express, 22:11351, doi:10.1364/OE.22.011351

2012

G. Heinzel, B. Sheard, N. Brause, K. Danzmann, M. Dehne, O. Gerberding, C. Mahrdt, V. Müller, D. Schütze, G. Stede, W. Klipstein, W. Folkner, R. Speroy, K. Nicklaus, P. Gath, D. Shaddock (2012): Laser Ranging Interferometer for GRACE follow-on, Proceedings of the International Conference on Space Optics (ICSO2012), October 9th-12th 2012, Ajaccio, Corse, available online at www.icsoproceedings.org

B. D. Loomis, R. S. Nerem, S. B. Luthcke (2012): Simulation study of a follow-on gravity mission to GRACE, Journal of Geodesy, 86:319–335, doi:10.1007/s00190-011-0521-8

K. Numata, J. Camp (2012): Precision laser development for interferometric space missions NGO, SGO, and GRACE Follow-On, Journal of Physics Conference Series, 363(1):012054, doi:10.1088/1742-6596/363/1/012054

B. Sheard, G. Heinzel, K. Danzmann, D. Shaddock, W. Klipstein, W. Folkner (2012): Intersatellite laser ranging instrument for the GRACE follow-on mission, Journal of Geodesy, Volume 86, Issue 12, pp 1083-1095, 10.1007/s00190-012-0566-3

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