2つの新しい地球観測衛星が昨日の夕方から軌道上にいます。 GRACE後続ミッションは、私たちの時間の午後9時47分頃にカリフォルニアから無事に打ち上げられました。このミッションの双子の衛星は、地球の重力場とその空間的および時間的変動を以前よりも正確に測定します。これにより、地球規模の変化、特に氷塊の減少、海流、地下水の変化などの水収支の変化について正確に述べることが可能になります。しかし、これらの衛星からのデータは、地表の測定にも重要です。
私たちの地球は宇宙から見ると比較的滑らかな球のように見えますが、その上の質量は均等に分布していません。溶けた岩石の塊は地球の内部を移動し、水の塊は海洋や大陸を流れ、気団も絶えず動いています。これらのプロセスの結果、地球の重力場はどこでも同じように強くなるわけではありません。たとえば、アルプスはドイツ北部の平原よりも大きな魅力を持っています。これはまさに、GRACE ミッションの 2 つの前任者と同様に、Grace-FO ミッションの 2 つの衛星が現在使用しているものです。このミッションは、米国宇宙機関NASAとポツダムのドイツ地球科学研究センター(GFZ)によって調整されており、将来的には地球の重力場をさらに正確に測定し、その経時的変化を追跡することを目的としている。
微妙な距離の変化
その背後にある原理: 密集した編隊を組んで飛行する双子の衛星は、相対距離と速度を常に注意深く監視します。それらは地球を周回する際、その下にある質量に応じて、異なるタイミングで引き寄せられ、時には強く、時には弱くなります。これにより、衛星距離にわずかな変化が生じますが、正確なマイクロ波プロセスにより、衛星距離は数千分の数ミリメートルの精度で測定されます。比較のために：ポツダム – ハノーファールートでは、GRACE-FO 衛星は依然として人間の髪の毛の直径の 10 分の 1 の変化を検出できます。 2 つの衛星は継続的に地球の周りを周回しているため、重力場の局所的変化と時間的変化の両方を記録できます。
「ミッションの主な目的は、地球規模の毎月の重力場マップを作成することです。このデータの助けを借りて、地球システムのさまざまな変化を再構築することができます」と、GFZ のミッションの主任科学者であるフランク・フレヒトナーは説明します。前回のGRACEミッションでは、2002年から2016年の間にグリーンランドの氷塊が年間約2,700億トン減少したことが示された。 「GRACE-FOはグリーンランドだけでなく、南極やその他の氷地帯の動向も監視し続け、最新のデータを提供する」とフレヒトナー氏は述べた。重力場のデータは、とりわけ、氷河の融解がどの程度の大きさで水位上昇に寄与しているかを判断するために使用できます。しかし、衛星は地球の大きな地下水貯留層の満水レベルを宇宙から測定したり、海流を追跡したりすることもできる。
数週間ぶりのデータ
このミッションのもう 1 つの目標は、いわゆる GPS 電波掩蔽を使用して大気を分析することです。この方法は、GPS 衛星からの無線信号が、大気の状態に応じて GRACE-FO 衛星に到達する途中でさまざまな程度に屈折するという事実に基づいています。このデータにより、気象学者は空気の密度や湿度などについて結論を導き出すことができます。この情報は、毎日の予報を改善するためにさまざまな国際気象センターに配信されます。
打ち上げが成功した後、2つの衛星は軌道上で段階的に運用され、恒久的な使用に向けて準備される予定です。打ち上げロケットは2つの衛星を高度450キロメートルの地球周回軌道に乗せた。 2基のGRACE後続衛星は現在、220キロメートルの距離を互いに後ろを飛んで飛行している。ドイツの研究者によって開発されたレーザー干渉計は、特に正確に距離を測定します。これは宇宙における衛星間のこの種のものとしては初めてです。関係する研究者らは、夏には最初の科学的データが得られると期待している。 「GRACE フォローオンの予定されているミッション期間は 5 年です。マックス・プランク重力物理学研究所のゲルハルト・ハインツェル氏は、「しかし、5年間設計された前世代のGRACEと同様に、GRACE後継機も大幅に長く、つまり15年間機能することを期待しています」と語る。
出典: ポツダム ヘルムホルツ センター – ドイツ地球科学研究センター GFZ、マックス プランク重力物理学研究所
