Jordas tyngdefelt kartlagt i detaljer

For 10 år siden var GOCE science fiction. Den planlagte satellitten ville bli den mest komplekse i ESA-systemet. Den skulle ha vinger, helt spesiell aerodynamikk og en avansert ionemotor. Den ville se ut som et romskip modellert av Hollywood.

Satellitten ble bygget, skutt opp og den leverer.

Etter to år i lav bane rundt jorda, har GOCE samlet nok data til å kartlegge jordas tyngdefelt med en presisjon som tidligere ikke har vært mulig. Forskere har nå tilgang til den mest presise modellen av geoiden som noen gang er laget. Det betyr at vi etter hvert kan forstå langt mer av hvordan kloden vår fungerer.

Utgangspunktet

For å kunne måle høyde nøyaktig, behøver vi et utgangspunkt for nullhøyde. Denne referansen kalles for geoiden. Geoiden baseres på målinger av jordas tyngdefelt.

En annen måte å beskrive geoiden på er å kalle den overflaten på et ideelt globalt hav, uten tidevann og strøm ? kun formet av tyngdekraft. Geoiden er en vital referanse for måling av havstrømmer, forandringer i havnivå og isdynamikk, og alt dette påvirkes av klimaforandringer.

For å bestemme høyden på menneskeskapte objekter, fjell, hav og is nøyaktig, må vi også kjenne jordas tyngdefelt.

Nøyaktige høydemålinger er nødvendig i svært mange andre sammenhenger, fra produksjon av kart til konstruksjonsarbeid og navigasjon. De ekstremt komplekse instrumentene i satellitten måler hele jordas tyngdefelt.

- Vi får en kontinuerlig strøm av suverene data. For hver syklus på to måneder, blir tyngdefeltsmodellen bedre og bedre, sa professor Reiner Rummel ved Technische Universität München på en GOCE-workshop i München i dag.

Verdenshavene

- Nå er tiden kommet for å bruke GOCE-dataene til forskning og applikasjoner. Jeg er spesielt begeistret for de første oseanografiske dataene. De viser at GOCE vil gi oss dynamisk topografi og sirkulasjonsmønstre av havene med unik kvalitet og oppløsning. Jeg er sikker på at disse resultatene vil hjelpe oss å bedre forstå verdenshavenes dynamikk, sa han.

Tyngdekraftmålingene fra satellitten hjelper også forskerne til å få en dypere forståelse av jordas indre struktur, blant annet prosessene som forårsaker jordskjelv.

Siden det store jordskjelvet i Japan ble forårsaket av tektoniske plater som beveget seg under havet, kan ikke bevegelsene bli observert direkte fra rommet. Men jordskjelv skaper signaturer i tyngdefeltsdata. Disse kan brukes til å forstå prosessene som leder frem til slike naturkatastrofer og etter hvert til å forutsi dem.

Hjelp av sola

Satellitten ligger seks måneder i forkant av skjema på grunn av lav solaktivitet.

- Dette betyr at vi har nok drivstoff til å fortsette å gjøre målinger til slutten av 2012. På denne måten fordobler vi oppdragets levetid og gjør GOCE-geoiden enda mer presis, forteller Volker Liebig, direktør for ESAs jordobservasjonsprogrammer.

GOCE har brutt mange barrierer for ESA og i rommet. Det er den første satellitten som kan måle tyngdekraft i 3D. Ingen andre observasjonssatellitter går i en så lav bane som GOCE, og det er derfor den har fått en slik unik design.

I tillegg bruker satellitten en innovativ ionmotor som skal hjelpe fartøyet å kompensere for motstanden den får av å hele tiden fly i kanten av jordas atmosfære.

Les mer om GOCE:

Endelig tid for GOCE
Skal føle på jordas tyngdefelt