Menü
Märkische Allgemeine | Ihre Zeitung aus Brandenburg
Anmelden
Brandenburg Grace ist dem Wasser der Erde auf der Spur
Brandenburg Grace ist dem Wasser der Erde auf der Spur
Partner im Redaktionsnetzwerk Deutschland
02:21 11.05.2018
Künstlerische Darstellung der Grace Follow-On Satelliten. Quelle: Airbus
Potsdam

Wie verändern sich die Eismassen in Grönland tatsächlich? Wie schnell steigt der Meeresspiegel weltweit? Und wie es um das Grundwasser im südlichen Kalifornien bestellt? Das sind Fragen, zu denen die vom Deutschen Geoforschungszentrum (GFZ) in Potsdam geleitete Mission „Gravity Recovery and Climate Experiment“, kurz: „Grace“, mit zwei hintereinander fliegenden Satelliten von 2002 bis Ende 2017 für Wissenschaftler weltweit Antworten bereitstellte.

Erstaunlich präzises Bild vom Schwerefeld der Erde

Mit Mikrowellen maßen die in 220 Kilometern Abstand hintereinander fliegenden Satelliten Abstandsänderungen voneinander. Aus den minimalen Änderungen konnten die Forscher auf Unterschiede im Schwerefeld der Erde schließen. In Kombination mit anderen Daten machten die räumlichen und zeitlichen Veränderungen des irdischen Schwerefeld erstaunlich präzise Angaben über den komplizierten Wasserhaushalt der Erde möglich. Man könnte vereinfacht sagen: Wo Wasser ist, da ist Masse – und wo mehr Masse ist, da muss bei Ausschluss aller anderen Faktoren auch mehr Wasser sein.

Da das Thema so wichtig ist, wollen es die Forscher nicht bei der einmaligen Mission belassen. Am 19. Mai startet von der kalifornischen Air Force Base Vanderbelt eine Falcon-9-Rakete des Unternehmens SpaceX. An Bord sind wieder zwei etwa drei Meter lange trapezförmige vom deutschen Airbus-Konzern gebaute Satelliten. Nach fünf Tagen sollen die Satelliten den richtigen Abstand voneinander haben und an einem Tag 16 Mal die Erde umkreisen – von Pol zu Pol. In gut neun Monaten werden dann wieder jeden Monat verwertbare Daten zum irdischen Schwerefeld und dessen Veränderungen vorliegen. Rund 5000 Wissenschaftler weltweit warten laut Auskunft des Projektleiters Frank Flechtner vom GFZ „händeringend“ auf die Ergebnisse.

300 Millionen Euro für die zweite Messkampagne

An dem gemeinsamen Projekt der Nasa und des Potsdamer GFZ arbeiten derzeit über 60 Forscher weltweit mit. Bis zu 300 Millionen Euro werden die Institute für die auf mindestens fünf Jahre veranschlagte Messkampagne aufbringen. Allein der deutsche Beitrag liegt bei 77,7 Millionen Euro. Erstmals mit an Bord: ein Laserinterferometer, das den Abstand der Satelliten 30 mal genauer misst. Das lässt auch genauere Aussagen über das Schwerefeld selbst zu.

„Um Massenveränderungen festzustellen ist es notwendig viele Daten zu haben, um präzise Aussagen machen zu können“, sagt GFZ-Chef Reinhard Hüttl. Erst mit einer Vielzahl mit von Grace gewonnenen Daten sei es möglich gewesen, eine durchschnittliche Meeresspiegelhöhe zu ermitteln. Das sei extrem wichtig, weil es damit erstmals einen Bezugspunkt für dessen objektive Veränderungen gibt. „In den letzten 25 Jahren ist der Meeresspiegel durchschnittlich um bis zu dreieinhalb Millimeter pro Jahr gestiegen“, sagt Hüttl. Auch dies ist durch die erste Grace-Mission gut belegt. Grace Follow-On sammele weiter Daten, um zu ermitteln, in welche Richtung sich bestimmte Dinge wie der Meeresspiegel, Gletscher oder Grundwasser bewegten.

Langzeitbeobachtungen beweisen den Anstieg des Meeresspiegels

Wie wichtig Langzeitbeobachtungen sind, machte Missionsleiter Flechtner deutlich. Von 2011 bis 2012 schien der Meeresspiegel zu sinken. Es stellte sich aber heraus, dass es zu dieser Zeit eine enorme Wasseransammlung in Australien in Form von Unwettern und Überschwemmungen gab. Tatsächlich zeichnete sich später über einen längeren Zeitraum wieder ein Ausgleich ab: Das Wasser floss praktisch von Australien ab, der Meeresspiegel stieg wieder. Der Ausgleich der Delle konnte nur durch Langzeitmessungen belegt werden. Erst durch Grace wisse man außerdem, wie viel von der Ausdehnung des Meeres auf Wärme und wie viel tatsächlich auf mehr Wasser etwa wegen schmelzenden Eises zurückgehen, sagt Flechtner.

Erstmals in einem Satelliten überhaupt wird die neue Lasermesstechnik Laser Ranging Interferometer (LRI) ausprobiert. An der Entwicklung war das Potsdamer Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (AEI) beteiligt. Das Instrument misst Abstandsänderungen in der Größe von 80 Nanometern – das entspricht dem Durchmesser eines Virus’. „Der erste Einsatz ist neu und ziemlich schwierig“, sagt der AEI-Professor Gerhard Heinzel. Man erwarte „viele Überraschungen“. Die Technologie soll auch bei anderen Weltraummissionen zum Einsatz kommen, zum Beispiel bei der Messung weiterer Gravitationswellen durch die künftigen Satelliten Lisa.

GFZ-Chef Hüttl sieht in dem groß angelegten Forschungsunterfangen auch politische Dimensionen. Wo gebe es Überschwemmungen, wo werde das Grundwasser knapp, wo verschwindet Landfläche und wo müssen im Gegenteil die Häfen weiter ins Meer verlegt werden? „Um das System Erde zu verstehen, haben wir jetzt die Möglichkeit, die Erde aus dem Weltraum anzuschauen und die Veränderungen qualitativ zu erfassen.“ Hüttl räumte ein, dass ihn manche dieser Veränderungen tatsächlich mit Sorge erfüllten.

Von Rüdiger Braun

Für Anlieger sind die Kosten oft ein Ärgernis. Ein Gesetzentwurf, der Ende Mai in den Landtag eingebracht wird, sieht den finanziellen Ausgleich durch das Land vor. SPD und Linke sind skeptisch, wollen das Thema aber debattieren.

09.05.2018

Es wird voll auf den Straßen in Brandenburg und rund um Berlin: Am langen Wochenende ist mit viel Autoverkehr zu rechnen. Los geht’s schon am Mittwoch. An einigen Stellen wird es besonders schlimm.

08.05.2018

Mehr Seiteneinsteiger, höherer Förderbedarf und viel Papierkram: Der Brandenburger Pädagogenverband fordert zusätzliches Personal, damit Lehrer sich wieder stärker auf den Unterricht konzentrieren können.

11.05.2018