Moderne Satelliten bringen heute zwar schon Leistungen, die recht erstaunlich sind. Jetzt will die Europäische Weltraumagentur Esa jedoch ein Gerät für die Gravitationsforschung starten, dessen Messgenauigkeit nahezu unglaublich ist.
Der Goce (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulating Explorer) soll das Schwerefeld der Erde etwa 100 Mal genauer untersuchen, als das bisher aus dem Weltraum möglich war und dabei selbst winzigste Schwankungen der Schwerkraft (bis auf ein Millionstel g genau) registrieren.
Was dieser kaum vorstellbare Wert in der Praxis bedeutet, machte der Leiter des Bereichs Flugdynamik bei der Esa, Uwe Feucht, jetzt anhand eines Bildes deutlich. „Goce würde noch den Schub bemerken“, schildert er, „den eine fallende Schneeflocke einem Hochseetanker gibt.“ Bei der Esa spricht man denn auch von einem „einzigartigen Instrument“ mit ganz „erstaunlicher Messgenauigkeit“. Der ganze Satellit sei ein einziges „Innovations-Juwel“ mit „cutting-edge“-Technologie.
Das Herzstück des Supersatelliten ist dabei ein völlig neu entwickelter, sehr anspruchsvoller Beschleunigungsmesser – ein so genanntes Elektrostatisches Gravitations-Gradiometer – das mit höchster Genauigkeit registriert, wenn der Satellit seine Geschwindigkeit durch Unregelmäßigkeiten im Schwerefeld der Erde verändert. Mit seiner Hilfe wird der Satellit das Gravitationsfeld der Erde etwa 100 Mal genauer vermessen, als das bisher aus dem Weltraum möglich war. Damit rutscht Europa weltweit an die Spitze der Gravitationsforschung. Goce soll nach mehreren Verzögerungen am 16. März vom russischen Startplatz Pletsetsk etwa 800 Kilometer nördlich von Moskau, auf einer russischen Rockot-Rakete ins All gefeuert werden. Der Start wird mit gemischten Gefühlen erwartet, da es genau diese fehlerhafte Booster-Stufe Breeze-KM dieser Rockot-Rakete war – eine modifizierte, frühere Interkontinentalrakete des Typs RS-18 –, die im vergangenen Herbst dafür sorgte, dass der Start auf den jetzigen Termin verschoben werden musste.
Inzwischen sind die Erwartungen sehr hoch, die sich auf den neuen, europäischen Satelliten richten, der unter Leitung der Thalia Alenia Space von 45 Unternehmen in 13 europäischen Ländern unter maßgeblicher Beteiligung der EADS-Astrium (Friedrichshafen/Bodensee) gebaut wurde.
Die wissenschaftliche Hauptaufgabe von Goce wird sein, einen sogenannten Gravitations-Atlas zu ermöglichen und ein neues, so genanntes „Geoid“ zu schaffen, also ein virtuelles Abbild der Erde, das entsprechend der unterschiedlichen Gravitation geformt ist. Man wird an Atlas und Geoid erkennen können, wie groß die Erdanziehungskraft über einem bestimmten Land, Territorium oder See-Gebiet ist. Denn es ist keineswegs so – wie vielfach angenommen wird – dass die Anziehungskraft der Erde überall gleich stark ist, unabhängig davon, wo immer man sich auch auf unserem Globus befindet.
Gebirgsmassive haben beispielsweise größere Gravitationskraft als Ozeanbecken, große Erdölvorkommen bewirken weniger Anziehung als massive Gesteinsschichten. Auch schwere Vulkan-Ausbrüche oder massive Eisdecken auf größeren Wasserflächen zeichnen sich im Gravitationsfeld ab.
Wo befinden sich Erzlager oder Erdölvorkommen, warum bewegen sich die Kontinentalplatten und verursachen Erdebeben, wie bahnt sich die Lava ihren Weg durch die Erdkruste an die Oberfläche oder wie sind die so genannten „Bergwurzeln“ unter unseren Gebirgen beschaffen, die tief in das Erdreich hinabreichen – das sind nur einige Fragen, die Goce jetzt beantworten helfen soll.
Ebenso wird die Hilfe des neuen europäischen Supersatelliten bei Höhenmessungen erwartet. Denn bis heute gibt es keine einheitliche Messung der Meeresspiegelhöhe. Auch die Weltmeere haben nämlich aufgrund von Gravitationsunterschieden große Täler und Erhebungen. Die Meereshöhe des Nordatlantiks ist also nicht unbedingt mit der des Indischen Ozeans zu vergleichen. Die Höhenunterschiede zwischen verschiedenen Meeresgebieten können bis zu 100 Metern betragen.
So will man jetzt mit Hilfe von Goce erstmals eine weltweit geltende Meeresspiegelhöhe („Normal-Null“) bis auf einen Zentimeter genau festlegen. Erst mit Hilfe dieser genormten, internationalen Normal-Null-Höhe wird man dann den Meeresspiegel-Anstieg aufgrund des Gletscher-Schmelzens genau bestimmen können.
Ebenso soll Goce mit seinen Präzisionsmessungen einheitliche Höhen-Bestimmungen auf den Kontinenten ermöglichen. So maßen etwa die Chinesen dem Mount Everest 1995 eine Höhe von genau 8844,43 Metern zu. Messungen anderer Nationen kamen dagegen für den König der Berge 1999 auf 8850 Meter. Auch hier soll jetzt das mit Hilfe von Goce zu schaffende, neue, international gültiges Mess-System Abhilfe bringen.
20 Monate lang soll der mehr als eine Tonne schwere und fünf Meter lange Satellit in nur 250 Kilometer Höhe auf einer polaren Umlaufbahn um die Erde kreisen. Diese recht niedrige Bahn wurde gewählt, weil die Gravitation mit zunehmender Höhe schwächer – und damit auch schwerer messbar – wird.
