OSTM/JASON-2 – Erfolgreich gestartet

Am 20. Juni 2008 brachte eine Delta II um 9:46 MESZ den Satelliten OSTM/JASON-2 (Ocean Surface Topography Mission) ins All. Der Satellit wird gemeinsam mit seinem Vorgänger weltweit die Meeresoberfläche vermessen. Seine Daten werden Klimamodelle weiter verfeinern.

Ein Beitrag von Daniel Schiller. Quelle: NASA, JPL.

Der Satellit soll mindesten drei Jahre im Einsatz bleiben und die wissenschaftlichen Missionen der beiden Satelliten TOPEX/Poseidon (1992, NASA, USA; CNES, Frankreich) und JASON-1 (2001, NASA, CNES) fortsetzen. Da sein Vorgänger noch in Betrieb ist, werden beide Satelliten im Tandem Daten sammeln.

Nach dem Start befindet sich der Satellit momentan in einem Orbit 10 – 15 km unterhalb von JASON-1. Durch eine graduelle Orbitanhebung wird er in den nächsten Wochen seine endgültige Position auf 1.336 km Höhe hinter seinem Vorgänger beziehen. Der zeitliche Abstand zwischen beiden Satelliten wird ca. 60 Sekunden betragen. In den ersten sechs Monaten der Mission werden die parallelen Messungen genutzt, um die Instrumente von OSTM/JASON-2 zu kalibrieren. Anschließend wird dann JASON-1 die Ebene seines Orbits so verschieben, dass der Groundtrack zwischen die Groundtracks zweier aufeinanderfolgender Umläufe von OSTM/JASON-2 fällt. Durch diese Konstellation wird die pro Umlauf vermessene Oberfläche verdoppelt. JASON-1 hat alle 10 Tage die gesamte Meeresoberfläche der Erde erfasst. Im Tandem werden beide Satelliten dies alle 5 Tage schaffen.

Instrumente
OSTM/JASON-2 trägt verbesserte Versionen der fünf Instrumente von JASON-1. Vor allem Küstenregionen können damit besser vermessen werden als bisher. Neben den fünf primären Instrumenten sind noch drei sekundäre mit an Bord:

• Poseidon-3-Radar-Altimeter (CNES)
  Das französische Radar bestimmt über Laufzeitmessung seiner Signale den Abstand zwischen Satellit und Ozeanoberfläche.
• Advanced Microwave Radiometer AMR (NASA)
  Das Instrument misst auf drei Wellenlängen die Mikrowellenstrahlung der Meeresoberfläche. Aus den Daten kann der Wasserdampfgehalt der Atmosphäre bestimmt werden. Diese Atmosphärendaten werden benötigt, um die Laufzeitmessungen des Radar-Altimeters zu verbessern.
• Doppler Orbitography and Radio-positioning Integrated by Satellite DORIS (CNES)
  Dieses Instrument empfängt zwei Signale von 60 Bodenstationen weltweit. Aus der Bestimmung des Dopplereffekts der aufgefassten Signale kann der Satellit seine aktuelle Orbitposition und -geschwindigkeit auf wenige Zentimeter bestimmen.

• Global Positioning System Payload GPSP (NASA)
  Parallel zu den Positionsdaten von DORIS werden mittels GPS genaue Positionsdaten bestimmt.
• Laser Retroreflector Array LRA (NASA)
  Der Laserreflektor wird genutzt, um den Satelliten mit einem Laser von der Erde aus anzupeilen. 40 Stationen stehen zur Verfügung. Diese Daten dienen der regelmäßigen Positionsbestimmung von der Erde aus.
• Environment Characterization and Modelisation-2 Carmen-2 (CNES)
  Die Strahlungsumgebung und -wirkung des Orbits auf neue Bauteile des Satelliten werden vermessen.
• Time Transfer by Laser Link T2L2 (CNES)
  Mittels Laser sollen verschiedene Uhren auf der Erdoberfläche hochgenau synchronisiert werden.
• Light Particle Telescope LPT (Japan)
  Vermessung der Strahlungsumgebung des Satelliten.

Wissenschaftliche Ziele
Die Instrumente des Satelliten sollen die Höhe der Meeresoberfläche erfassen. Mit diesen Daten sollen Richtung und Geschwindigkeit von Meeresströmungen und der durch Sonneneinstrahlung im Meer gespeicherte Wärmevorrat bestimmt werden. Neben den lokalen Veränderungen in Strömungen und Gezeiten soll vor allem ein globales Bild erstellt werden, mit dem sowohl zukünftige Entwicklungen prognostiziert, als auch die Wirkungszusammenhänge verstanden werden können. So werden die Daten der Mission zum Anstieg der Meereshöhe mit Messungen der GRACE-Satellitenmission und der weltweit verteilten Bojen des ARGO-Netzes kombiniert. JASON-1 und 2 liefern Daten zur aktuellen Höhe des Meeresspiegels und dessen mittelfristiger Änderung. Aus den Daten von GRACE werden Masseveränderungen aus schmelzenden Gletschern und Verdunstung im Meer bestimmt. Die ARGO-Bojen messen die Temperatur des Meeres bis in 1.000 Meter Tiefe. Aus der Kombination diese Daten sollte es möglich sein zu bestimmen, welcher Anteil des Meeresspiegelanstiegs (ca. 20 cm/100 Jahre) auf Abschmelzvorgänge (Anstieg der Wassermasse) und auf Erwärmung (Ausdehnung) zurückzuführen ist. Vor allem über den globalen Wärmehaushalt der Ozeane besteht in aktuellen Klimamodellen noch Unsicherheit.

Die Organisationen NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) und EUMETSAT (European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites) sind bei der Datenauswertung weitere Kooperationspartner und sollen die Daten weltweit zur Verfügung stellen.