Mit GRACE-C soll ein neues Satellitenpaar mit Messungen der Masseveränderungen die Folgen des Klimawandels aufspüren. Mit dieser Methode wurde bisher die Austrocknung ganzer Regionen, etwa des Mittelmeerraumes, beobachtet.
20 Jahre lang dokumentierten die deutsch-amerikanischen GRACE-Zwillingssatelliten Veränderungen des Erdschwerefeldes. Diese Datenreihen soll GRACE-C ab dem Jahr 2028 fortsetzen.
GFZ
Der Mittelmeerraum Europas trocknet seit Jahren aus. In Regionen Spaniens, wie Barcelona, sinkt der Grundwasserspiegel um bis zu drei Meter pro Jahr. Seit der Rekorddürre 2018 ist der Grundwasserspiegel europaweit konstant niedrig, trotz vereinzelter Überschwemmungen. Auch Deutschland hat in den letzten 20 Jahren über 15 Milliarden Tonnen Wasser, auch an Grundwasser, verloren. Diese Daten stammen von Satelliten, die Veränderungen im Wasserhaushalt aus dem All beobachten.
GRACE-C startet 2028
Seit dem 17. März 2002 unterstützen die NASA und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit der GRACE-Mission (Gravity Recovery and Climate Experiment) diese Beobachtungen. Die Mission wurde mit GRACE-FO und nun mit GRACE-C verlängert. GRACE-C steht für „Continuity“ und soll 2028 mit einer Falcon-9-Rakete starten.
Die Satelliten werden bei Airbus in Friedrichshafen gebaut, wichtige Komponenten stammen von der SpaceTech GmbH. "Mit den GRACE-Satelliten erfassen wir seit mehr als 20 Jahren jede Veränderung dieser Massentransporte global so präzise, dass Forschende zum Beispiel den Wasserhaushalt der Erde mit zuvor unerreichter Genauigkeit und Konstanz messen konnten. Die Mission GRACE-C wird diese Datensammlung fortsetzen, die zu den Grundlagen für die Berichte des Weltklimarates gehört“, erklärt Walther Pelzer, Vorstandsmitglied des DLR und Generaldirektor der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR in Bonn.
Nach dem Start 2028 werden die GRACE-C-Satelliten in etwa 500 Kilometern Höhe ausgesetzt und vom Deutschen Raumfahrtkontrollzentrum in Oberpfaffenhofen gesteuert. Mit einem Laser-Interferometer messen die Satelliten die Abstandsabweichungen zwischen ihnen, die durch Massenverlagerungen auf der Erde verursacht werden. Diese Messungen ermöglichen es, Veränderungen im Grundwasserspiegel und anderen Massen auf der Erde zu verfolgen.
Gravitationskraft hilft beim Messen
"Gestein und Wasser – egal ob in fester oder flüssiger Form – beeinflussen dabei mit ihren Massen die Flugbahn der Satelliten im All. Je stärker diese Gewichtskraft ist, desto mehr wird der voranfliegende Satellit beim Überflug von ihr angezogen. Dadurch beschleunigt er und entfernt sich vom anderen Satelliten. Je schwächer diese Kraft ist, desto weniger wird der voranfliegende Satellit beschleunigt. So nähert er sich wieder dem hinteren an. Diese minimale Veränderung im gegenseitigen Abstand wird kontinuierlich über jeden Umlauf um die Erde gemessen. Im übertragenen Sinne wiegen wir mit GRACE, wie Eisschilde und auch die Kontinente von Monat zu Monat ab- oder zunehmen", erklärt Sebastian Fischer, GRACE-C-Programmleiter in der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR dieses Prinzip.
Die wissenschaftliche Auswertung der so gesammelten Daten leisten das GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ) und das Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik, unterstützt von der SpaceTech GmbH. Die Finanzierung der deutschen Beiträge erfolgt durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz und das Bundesministerium für Bildung und Forschung, mit Unterstützung der Helmholtz-Gemeinschaft und der Max-Planck-Gesellschaft.