Studien zur Realisierung von Schwerefeld Satellitenmissionen

Zwischen 2002 und 2017 lieferte die US/Deutsche GRACE Satellitenmission monatliche Zeitreihen von Schwerefeldmodellen, die den Massentransport im System Erde beschreiben. Diese Modelle werden von einer breiten Wissenschaftsgemeinschaft benutzt, um saisonale und sub-saisonale Variationen im kontinentalen hydrologischen Zyklus, Eismassenverluste in der Antarktis oder in Grönland oder Oberflächen- und Tiefenströmungen in den Ozeanen zu beobachten und zu analysieren. Seit 2018 wird diese Zeitreihe durch die GRACE Follow-on (GRACE-FO) Mission verlängert und umfasst nun mittlerweile mehr als 20 Jahre. GRACE-FO wurde gemeinsam in NASA/GFZ Partnerschaft realisiert und nun betrieben.  

Es herrscht ein breiter Konsens in der wissenschaftlichen Nutzergemeinschaft, dass diese Zeitreihen a) über mehrere Dekaden verlängert werden müssen, um die Plausibilität der bisher abgeleiteten klimabezogenen Trends und Variationen zu verbessern und b) dass gleichzeitig auch die räumliche und zeitliche Auflösung als auch die Messgenauigkeit weiter verbessert werden muss.

Aus diesem Grund hat das GFZ gemeinsam mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie der deutschen Industrie (Airbus Defense and Space und SpaceTech GmbH) und in enger Abstimmung mit JPL zwischen 2020 und 2022 verschiedene Studien zur Realisierung einer GRACE-FO Nachfolgemission durchgeführt mit dem primären Ziel, ab 2028 die Datenkontinuität zu sichern. Diese Mission soll wieder in Kooperation mit der NASA realisiert werden und läuft aktuell noch unter dem Namen „GRACE-I bzw. MCM (Mass Change Mission)“. Die Finanzierung der geplanten deutschen Missionsanteile konnte im Oktober 2022 gesichert werden.

Zur Erhöhung der räumlichen und zeitlichen Auflösung plant die ESA gemeinsam mit der NASA eine Mass change And Geosciences International Constellation (MAGIC). MAGIC wird aus einem Doppelpaar bestehen, wobei das polar-fliegende Paar GRACE-I/MCM sein wird und die ESA gemeinsam mit der NASA ein weiteres inkliniert fliegendes Paar in 2031 beisteuern wird. Diese Next Generation Gravity Mission (NGGM) soll dann auch tiefer als GRACE-I/MCM fliegen und einen genaueren Beschleunigungsmesser für die Beobachtung der nicht-gravitativen Störkräfte haben.

Die Sektion 1.2 war und ist in verschiedenen nationalen und ESA-Studien involviert, die alle das Ziel hatten oder noch haben diese Datenkontinuität und erhöhte Auflösung zu realisieren. Einige kurze Details zu diesen Studien sind auf den englischen Seiten zu finden.

  • 2021-2023: “Third Party Mission Science Study” (ESA)
  • 2021-2023: “NGGM/MAGIC Science Support Study” (ESA)
  • 2021-2023: “NGGM Phase A System Study” (ESA)
  • 2022: “Phase-A Study GRACE-I” (BMBF)
  • 2018: ESA EE10 Call “MOBILE“
  • 2016: ESA EE9 Call "E2.motion"
  • 2013-2014: “NGGM-D” (DLR)
  • 2009-2012: “Future Gravity Field Satellite Mission" (BMBF)
  • 2009-2011: ESA ITT “NG2”
  • 2010: ESA EE8 “E.motion”
  • 2008-2010: Verschiedene GFZ-finanzierte Forschungs- und Entwicklungsstudien

 

      

      

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