Den 17. marts 2009 blev den tonstunge europæiske satellit GOCE sendt op fra Rusland. Dens mission: At kortlægge Jordens tyngdefelt med en meget høj præcision. Nu er missionen slut, for satellitten er løbet tør for brændstof.
Forkortelsen GOCE står for Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer, og data fra satelliten kan blandt andet hjælpe forskerne til at forstå havstrømmene bedre og gøre livet lidt nemmere for dem, der laver landkort.
»GOCE har givet os et forbedret kendskab til Jordens tyngdefelt. Specielt er kendskabet til den flade, kaldet geoiden, der svarer til en havoverflade uden tidevand, havstrømme og temperaturvariationer, blevet voldsomt forbedret,« fortæller professor Carl Christian Tscherning, der er ekspert i Jordens tyngdekraft.
Han gik egentlig på pension sidste år, men han kan ikke holde sig fra forskningen og har beholdt sit kontor på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet. Nu arbejder han blandt andet som konsulent i en gruppe, som forvandler de rå data fra GOCE til nogle, som er lettere at bruge for andre forskere.
Vigtig for klimaforståelsen
»Det vigtigste resultat er, at vi nu kan se havstrømmes beliggenhed og hastighed med større nøjagtighed end før. Vi kan se, hvordan havstrømmene transporterer rundt med koldt og varmt vand. Det er meget vigtig i forhold til forståelsen af klimaet,« siger Carl Christian Tscherning.
Ofte er målinger af tyngdefeltet til havs forbundet med kommercielle interesser, ikke mindst fra olieselskaber, der vil vide, hvor de skal sætte boreplatforme op. Men nu har alle forskere, inklusive oceanografer og klimaforskere, adgang til informationerne.
»Desuden har vi fået dækket områder af Jorden ind, hvor tyngdekraften ikke var særlig godt undersøgt. For eksempel bjergområder, hvor man ikke har været oppe. Her kan man bruge GOCE-data til at tolke tyngdefeltet og finde ud af, om der er forkastninger længere nede i Jorden – med en opløsning på ned til 75 km.«
Bedre højder med GPS
»GPS-målinger giver i virkeligheden ikke højden. De giver nærmere afstanden til Jordens centrum, og det kan man ikke rigtig bruge til noget,« siger Carl Christian Tscherning.
Der er brug for en god model af Jorden, hvis man skal kende den faktiske højde, man befinder sig i. Og sådan en får man ved hjælp af GOCE.
»Hvis man for eksempel vil bygge en kanal eller en bro ved hjælp af GPS, så bliver man nødt til at tage hensyn til geoiden for at få en højde, man kan bruge til noget. GOCE er med til at forbedre bestemmelsen af geoiden på landjorden, så man kan komme ned på få centimeter i præcision.«
Her i Danmark har Geodatastyrelsen brugt GOCE-data til at udvikle en geoide-model for landet, så landmålerne kan få de rigtige højder ud fra GPS-målinger.
Måler jordskælv i rummet
Som en ekstra bonus kunne GOCE også bruges som en form for seismograf i rummet. Da Japan blev ramt af et voldsomt jordskælv den 11. marts 2011, blev lydbølger fra skælvet sendt helt op til satellitten 270 km over Jordens overflade.
Helt deroppe er der kun en uhyre tynd atmosfære tilbage, men der er nok til, at lavfrekvente lydbølger kan forplante sig. De skubbede så meget til satellitten, at det kunne opfanges af dens følsomme accelerometre.
Disse seks accelerometre kan også måle, hvordan satellitten påvirkes og langsomt bremses ned af den tynde øvre atmosfære. Så GOCE har altså også gjort forskerne lidt klogere på tætheden af den øverste del af atmosfæren.
Stumper falder ned på jorden
Netop fordi satellitten ikke har været helt fri af atmosfæren, har det været nødvendigt løbende at korrigere dens kurs ved hjælp af en avanceret ion-motor. Det er xenon-brændstoffet til denne motor, der nu er sluppet op, og derfor falder satellitten mod Jorden.
GOCE har klaret sig over al forventning, for egentlig skulle missionen kun have varet frem til april 2011. Her blev den forlænget, fordi brændstofforbruget var lavere end forventet, og i august 2012 blev kredsløbshøjden sænket til 224 km, så måleresultaterne kunne blive endnu mere præcise.
Nu er der blot tilbage at afvente, at satellitten for alvor dykker ned i atmosfæren. Her vil det meste af satellitten brænde op, men teknikerne hos ESA forventer, at dele af GOCE vil overleve turen gennem atmosfæren og nå jordoverfladen.
Inden for de næste få dage – formentlig allerede i weekenden – kan vi altså forvente en byge af satellitstumper. Forskerne kan endnu ikke fortælle, hvor stumperne lander, men forhåbentlig (og højst sandsynligt) bliver det i et af oceanerne eller i øde områder, hvor de ikke gør nogen skade.
