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GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) ist eine gemeinsame amerikanisch-deutsche Satelliten-Mission, die neue und unerwartete Einblicke in die natürlichen Vorgänge unseres Planeten gewährt hat. Bei der GRACE-Mission messen die zwei Satelliten ihren gegenseitigen Abstand mittels eines Mikrowellen­systems. Zeitliche Veränderungen im irdischen Schwerefeld lassen sich aus Änderungen dieser Abstände ableiten. Diese Veränderungen im Erd­schwere­feld wiederum lassen sich nutzen, um Indikatoren des Klimawandels zu messen. Dazu zählen beispielsweise das Abschmelzen der polaren Eismassen und Veränderungen im Grund­wasser­pegel.

Die Satellitenmission GRACE Follow-on (GRACE FO) mit geplantem Starttermin im Jahr 2017 ist eine Fortsetzung der GRACE-Mission mit identischen Instrumenten und Satelliten. Allerdings wird die Mikrowellen-Abstandsmessung mittels eines Laser­interfero­meters erweitert und auf Nanometer-Genauigkeit verbessert.

Der Laserinterferometrie-Demonstrator auf GRACE FO wird ein Partnerprogramm zwischen NASA, dem Deutschen GeoForschungsZentrum (GFZ) in Potsdam und dem Albert-Einstein-Institut. Das AEI ist verantwortlich für das Laserinterferometer und überwacht dessen technische Umsetzung. Dies beinhaltet im Besonderen die Messoptik und den Steuerspiegel-Aufbau beim Einbau und Test der Instrumente.

Zur Überwachung und Vermessung des Erdschwerefelds wird LISA Pathfinder-Technologie verwendet: Das LISA-Phasenmeter wird dafür an die Ansprüche der GRACE FO-Mission angepasst. Ein Konsortium von Institutionen in den USA, in Deutschland und in Australien wird im Rahmen dieses Projekts einen Prototypen des Laser-Abstandsmessungssystems bauen, das an Bord der GRACE Follow-on Mission fliegen soll. Dieses System wird die Genauigkeit um einen Faktor von rund 25 im Vergleich zur ursprünglichen GRACE-Mission verbessern.

AEI / DE