Satellit und Instrumente

Nur mithilfe von Satelliten kann man ein globales, homogenes Geoidmodell erhalten. Eine besondere Herausforderung stellen jedoch dabei die Gravitationssignale dar, die mit zunehmender Höhe immer geringer werden.

Mit GOCE wurde nun erstmalig ein Missionskonzept entwickelt, das diese Schwierigkeiten überwindet und die vier grundlegenden Kriterien für eine Schwerefeldmission mit höchster Auflösung und höchster Genauigkeit erfüllt:

  • ununterbrochene Bahnbeobachtung in drei Dimensionen
  • ein Ausgleichssystem für alle nicht-gravitativen Kräfte, die auf den Satelliten wirken, wie Luftreibung und Strahlungsdruck der Sonne
  • eine extrem niedrige Umlaufbahn, die das Aufnehmen starker Schwerkraftsignale gewährleistet
  • Verwendung einer neuen Messtechnik, des Satellitengravitationsgradiometers, um selbst in großer Höhe noch Gravitationssignale messen zu können.

Der Satellit selber fungiert hier als Probemasse. Um optimale Schwerekraftsignale empfangen zu können, wurde der GOCE-Satellit so konstruiert, dass er auf einer besonders niedrigen Umlaufbahn nur 250 km über der Erdoberfläche fliegen kann. Instrumente und Satellitenkörper formen ein Ganzes, es gibt keinerlei bewegliche, mechanische Teile im Satelliten. So kann er stabil und ruhig seine Bahn ziehen, ohne dass Störbeschleunigungen durch kleinste Bewegungen im Satelliten die Messergebnisse verfälschen. Aerodynamische Ablenkungen sollen minimiert werden und je nach tatsächlichem Starttermin soll der Satellit sowohl in Tag-Nacht- wie in Nacht-Tag-Richtung fliegen können.

Zum ersten Mal kommt bei GOCE als Kerninstrument der Mission ein im Satelliten montiertes Schweregradiometer zum Einsatz. Das Sensorkonzept wird ergänzt durch kontinuierliche Bahnbeobachtung mit GPS, also durch high-low satellite-to-satellite-tracking. Ionentriebwerke gleichen

Bahnabweichungen, die nicht durch Schwerkraftdifferenzen verursacht werden durch eine kontinuierliche, hochgenaue Drag-free-Steuerung aus.

 

Der GOCE-Satellit- Innenansichten

(teilweise stehen Detailseiten zur Verfügung – bitte anklicken!)