SatellitenGravimetrie

Satellitengravimetrie ist die Messung des Erdfeldes durch Beobachtung der Gravitation mittels Satelliten. Ziel ist es, Variationen der Gravitationsbeschleunigung und damit der Gravitationspotenziale über Ort und Zeit zu bestimmen. Die Methode gliedert sich in zwei Hauptansätze: Inter-Satelliten-Ranging, bei dem der Abstand oder die Phasenlage zwischen zwei oder mehr Satelliten gemessen wird; und Schweregradientenmessungen, bei denen die räumliche Änderung des Gravitationsfeldes direkt gemessen wird.

Der bekannteste Ansatz nutzt Zwillingssatelliten, die in Umlaufbahn miteinander verbunden sind. Durch präzise K-band-Mikrowellen-Ranging (GRACE) bzw. zusätzlich Laser-Ranging (GRACE-FO) werden zeitliche Änderungen des Abstands erfasst, die auf Massenverschiebungen auf der Erde zurückzuführen sind. Ein zweiter wesentlicher Ansatz ist die Gravimeter- bzw. Gradiometer-Technik, wie sie von GOCE verwendet wurde. GOCE nutzte einen hochsensiblen Gradiometer und eine ruhige Flugbahn, um das Gravitationsgradientenfeld mit hoher räumlicher Auflösung abzuleiten.

Wichtige Missionen sind GOCE (ESA, 2009–2013) sowie GRACE (NASA/DLR/CNES, 2002–2017) und GRACE-FO (2018–heute, NASA/DLR). Aus den Messungen werden globale Gravitationsfeldmodelle und zeitlich veränderliche Gravitationstrends abgeleitet, die Geodäsie, Hydrologie, Eismassenbilanz, Ozeanografie und Klimaforschung zugutekommen. Typische Produkte umfassen Geoid-Modelle, Schwereanomalien und zeitlich variable Gravitätsfelder, die das Verständnis der Massenverteilung auf der Erde und deren Veränderungen ermöglichen.