Kalabalıkları gözlemlediğimizde ilk bakışta katı ve hareketsiz görünürler. Ancak bu yanıltıcıdır, çünkü sürekli hareket halindedirler: sıvı kaya yerin içinde yer değiştirir, su okyanuslarda ve kıtalarda büyük miktarlarda dağılır ve hava kütleleri de sürekli türbülanslıdır. Bu eşit olmayan dağılım, yerçekiminin dünya genelinde eşit olarak dağılmadığı anlamına gelir. Daha fazla kütleye sahip yerlerde, yerçekimi alanı diğerlerinden biraz daha güçlüdür.
İki GRACE ikiz uydusu “Tom” ve “Jerry”nin fırlatılmasından ve Alman Havacılık ve Uzay Merkezi’nin (DLR), ABD uzay ajansı NASA’nın ve GeoForschungsZentrum’un (GFZ) Potsdam’da 17 Mart 2002’de GRACE görevinin başlangıcından bu yana ve takip görevi GRACE-FO, uydu ikilisi bu yavaş hareketleri çok hassas bir şekilde kaydetti. GRACE uyduları ile ilk kez Dünya sistemindeki toplu taşımaları küresel olarak kaydedebiliyoruz. GRACE ve GRACE-FO misyonları, bu kütle akışlarındaki her küçük değişikliği o kadar hassas bir şekilde kaydetti ki, araştırmacılar Dünya’nın su dengesini ölçebiliyorlar. Örneğin, benzeri görülmemiş bir doğruluk ve tutarlılıkla Bu ölçümler, örneğin buz kütlelerinin erimesi ve deniz ve yeraltı suyu seviyelerindeki değişiklikler daha kesin olarak belirlenebildiği için, iklim değişikliğinin sonuçlarını daha iyi anlamamızı sağlıyor” diye vurguluyor Dr. Bonn’daki DLR’de DLR Yönetim Kurulu Üyesi ve Alman Uzay Ajansı Başkanı Walther Pelzer.
Grönland’da 4,7 trilyon ton buz eridi
Grönland buz tabakası eriyor – beklenenden çok daha hızlı. Bu buz tabakası her yıl 277 gigaton kütle kaybediyor. Bir gigaton, bir kenar uzunluğu bir kilometre olan bir küpe karşılık gelir. “Son yirmi yılda, Grönland buz tabakası yaklaşık 4,7 trilyon ton buz kaybetti. Danimarkalı araştırmacılar, Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli’nin (IPCC) raporlarında da düzenli olarak yer alan uzun GRACE veri dizisini kullanarak bu içgörüleri elde ettiler. ) Son raporda GRACE, en sık alıntı yapılan üçüncü uydu görevidir. Bu, iklim araştırmaları için bu görevin öneminin altını çiziyor,” diye vurguluyor Walther Pelzer. Ancak sadece eriyen buz önemli bir iklim göstergesi değildir.
Amazon’da birkaç ay süren kuraklık dönemleri ve kuzey Hindistan’daki yeraltı suyu seviyesindeki şiddetli düşüşler, GRACE verileriyle, deniz seviyesindeki yirmi yıllık artış kadar güvenilir bir şekilde gözlemlenebilir. Ayrıca GRACE verilerinden sözde “Potsdam Ağır Patates” oluşturuldu. Bu “yerçekimi küresi”, dünyanın yerçekimi alanının eşit olarak dağılmadığını gösterir. Bu üç boyutlu jeoid sayesinde dünyanın şeklindeki sapmalar net bir şekilde görülebilmektedir. Bu nedenle yerçekiminin etkisi özellikle Himalayalar ve Kuzey Atlantik üzerinde güçlüdür, ancak Hint Okyanusu ve Küçük Antiller üzerinde oldukça zayıftır.
Su kütleleri ve kıtalar uzaydan tartılır
Ancak bu uydular toplu taşımayı tam olarak nasıl ölçüyor? Vurgu, GRACE ve GRACE-FO’daki kütlelerin yalnızca yerçekimi etkilerine göre kaydedilmesidir. İki uydu arka arkaya ortalama sadece 220 kilometrelik bir mesafede uçtu ya da uçuyor. İki uydunun bağıl mesafesi ve hızı, mikrodalgalar ve bir lazer yardımıyla sürekli ve hassas bir şekilde ölçülür. Bir ila iki mikrometrelik doğruluk, bir yazıcı kağıdının kalınlığının yaklaşık yüzde birine karşılık gelir. “Taş ve su, katı veya sıvı halde olsun, kütleleri ile bir ağırlık kuvveti uygular. Eğer daha güçlüyse, önden uçan uydu, üzerinden geçtiğinde onu çeker. Bu, onu daha hızlı yapar ve diğerinden uzaklaştırır. uydu.
Karşılıklı mesafedeki bu minimum değişiklik, dünyanın etrafındaki her yörüngede sürekli olarak ölçülür. Daha düşük kütleler, önceki uyduyu daha az hızlandırır ve tekrar yakınlaştırır. DLR’deki Alman Uzay Ajansı GRACE-FO program yöneticisi Peter Schaadt, mecazi anlamda, buz tabakalarının ve kıtaların aydan aya nasıl azaldığını veya arttığını tartmak için uyduları kullanabiliriz” diye açıklıyor. uzayda, yerdeki karmaşık hesaplama yöntemleri kullanılarak gerçekleşir, bu sayede uyduların dünya yörüngesindeki minimum hareketleri yerçekimi alanı değerlerine çevrilir.
“Tom” ve “Jerry”, Alman Uzay Operasyon Merkezi’nin emin ellerinde
17 Mart 2002’de iki GRACE uydusunun fırlatılmasının ardından “Tom” ve “Jerry” yaklaşık 500 kilometre yükseklikte fırlatıldı. İlk temas, yaklaşık 70 saniye sonra Weilheim’daki DLR yer istasyonu ile yapıldı. Uydulardan gelen ilk veriler bir iletişim ağı aracılığıyla doğrudan ve gecikmeden Münih yakınlarındaki Oberpfaffenhofen’deki DLR uzay kontrol merkezine gönderildi. Uyduların “edinme aşaması” orada başladı.
DLR Uzay Operasyonları ve Astronot Eğitiminden GRACE-FO yer segmenti proje yöneticisi Sebastian Löw’ün açıkladığı gibi, kontrol merkezi GRACE-FO takip görevi için 2018’deki lansmandan sonra bu ilk erken aşamayı da devraldı: “Biz yörünge parametrelerini belirledik ve GRACE’nin durumunu analiz ettik, tüm sistemlerin işlevsel hazırlığını ve gerçek bilimsel görevleri için konfigürasyonlarını test ettik. yerleşik yıldız sensörleri ve tutum kontrol sistemi.” Operasyonel görevler, GRACE ve GRACE-FO olmak üzere her iki görev için aynıydı.
Fırlatmadan sonraki ilk iki hafta içinde operasyon ekibi, uyduların göreli mesafesini 220 kilometreye ayarlamak için birkaç yörünge manevrası emri verdi. Bu oluşum uçuşunu kontrol etmek, birkaç haftalık aralıklarla düzenli düzeltici manevralar gerektirir. Weilheim’daki DLR yer istasyonunun iki anteni, bunun için ve görev sırasında uydu kontrolü için kullanılıyor – ilk 30 gün NASA’nın kutup ağı tarafından destekleniyor. İki haftalık bir test aşamasının ardından iki GRACE uydusunun kontrol ve işletimi Alman Uzay Harekat Merkezi’nin eline geçti. Alınan tüm veriler işlendi, arşivlendi ve DLR’nin Alman Uzaktan Algılama Veri Merkezindeki (DFD) bilimsel analiz merkezlerine dağıtıldı.
20 yıllık başarılı Alman-Amerikan işbirliği – gelecek için başarılı bir model
İklim araştırması için GRACE ve GRACE-FO’nun iklim zaman serisi ölçümlerinin önemi çok önemlidir. Bu nedenle NASA, DLR ve GFZ, Max Planck Enstitüleri ile GRACE-FO’dan sonra gözlemlere devam edecek bir sonraki görevi hazırlamak için birlikte çalışıyor. DLR İcra Kurulu Üyesi Walther Pelzer, “Dünya gözlemi konusunda NASA ile işbirliği, ABD ve Almanya’nın iklim politikasında izlemek istedikleri ortak hedeflerin büyük bir işaretidir” diye vurguluyor. “Uydu yapımının NASA tarafından devreye alınması, Alman uzay endüstrisinin verimliliğinin de bir göstergesidir.”
GRACE ve GRACE-FO – iki başarılı görev
GRACE, başlangıçta planlanandan üç kat daha uzun, 2017 yılına kadar yürütülen ortak bir NASA ve Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR) göreviydi. Bilimsel veri değerlendirmesi “Teksas Üniversitesi” ve GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ) tarafından gerçekleştirilmiştir. Operasyon, Oberpfaffenhofen’deki DLR’deki Alman Uzay Operasyonları Merkezi’nin sorumluluğundaydı ve DLR, Federal Ekonomi ve İklim Koruma Bakanlığı (BMWK) ve GFZ’nin fonlarıyla DLR’deki Alman Uzay Ajansı tarafından finanse edildi. JPL, görevi Washington’daki NASA Bilim Misyonu Müdürlüğü adına yönetti. GRACE “ikizleri” Airbus tarafından Friedrichshafen’de NASA adına inşa edildi. 22 Mayıs 2018’deki lansmanından bu yana yerçekimi ölçümlerine devam eden GRACE-FO misyonunun halefi de yine NASA tarafından finanse edilerek burada yaratıldı.
İki GRACE ikiz uydusu “Tom” ve “Jerry”nin fırlatılmasından ve Alman Havacılık ve Uzay Merkezi’nin (DLR), ABD uzay ajansı NASA’nın ve GeoForschungsZentrum’un (GFZ) Potsdam’da 17 Mart 2002’de GRACE görevinin başlangıcından bu yana ve takip görevi GRACE-FO, uydu ikilisi bu yavaş hareketleri çok hassas bir şekilde kaydetti. GRACE uyduları ile ilk kez Dünya sistemindeki toplu taşımaları küresel olarak kaydedebiliyoruz. GRACE ve GRACE-FO misyonları, bu kütle akışlarındaki her küçük değişikliği o kadar hassas bir şekilde kaydetti ki, araştırmacılar Dünya’nın su dengesini ölçebiliyorlar. Örneğin, benzeri görülmemiş bir doğruluk ve tutarlılıkla Bu ölçümler, örneğin buz kütlelerinin erimesi ve deniz ve yeraltı suyu seviyelerindeki değişiklikler daha kesin olarak belirlenebildiği için, iklim değişikliğinin sonuçlarını daha iyi anlamamızı sağlıyor” diye vurguluyor Dr. Bonn’daki DLR’de DLR Yönetim Kurulu Üyesi ve Alman Uzay Ajansı Başkanı Walther Pelzer.
Grönland’da 4,7 trilyon ton buz eridi
Grönland buz tabakası eriyor – beklenenden çok daha hızlı. Bu buz tabakası her yıl 277 gigaton kütle kaybediyor. Bir gigaton, bir kenar uzunluğu bir kilometre olan bir küpe karşılık gelir. “Son yirmi yılda, Grönland buz tabakası yaklaşık 4,7 trilyon ton buz kaybetti. Danimarkalı araştırmacılar, Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli’nin (IPCC) raporlarında da düzenli olarak yer alan uzun GRACE veri dizisini kullanarak bu içgörüleri elde ettiler. ) Son raporda GRACE, en sık alıntı yapılan üçüncü uydu görevidir. Bu, iklim araştırmaları için bu görevin öneminin altını çiziyor,” diye vurguluyor Walther Pelzer. Ancak sadece eriyen buz önemli bir iklim göstergesi değildir.
Amazon’da birkaç ay süren kuraklık dönemleri ve kuzey Hindistan’daki yeraltı suyu seviyesindeki şiddetli düşüşler, GRACE verileriyle, deniz seviyesindeki yirmi yıllık artış kadar güvenilir bir şekilde gözlemlenebilir. Ayrıca GRACE verilerinden sözde “Potsdam Ağır Patates” oluşturuldu. Bu “yerçekimi küresi”, dünyanın yerçekimi alanının eşit olarak dağılmadığını gösterir. Bu üç boyutlu jeoid sayesinde dünyanın şeklindeki sapmalar net bir şekilde görülebilmektedir. Bu nedenle yerçekiminin etkisi özellikle Himalayalar ve Kuzey Atlantik üzerinde güçlüdür, ancak Hint Okyanusu ve Küçük Antiller üzerinde oldukça zayıftır.
Su kütleleri ve kıtalar uzaydan tartılır
Ancak bu uydular toplu taşımayı tam olarak nasıl ölçüyor? Vurgu, GRACE ve GRACE-FO’daki kütlelerin yalnızca yerçekimi etkilerine göre kaydedilmesidir. İki uydu arka arkaya ortalama sadece 220 kilometrelik bir mesafede uçtu ya da uçuyor. İki uydunun bağıl mesafesi ve hızı, mikrodalgalar ve bir lazer yardımıyla sürekli ve hassas bir şekilde ölçülür. Bir ila iki mikrometrelik doğruluk, bir yazıcı kağıdının kalınlığının yaklaşık yüzde birine karşılık gelir. “Taş ve su, katı veya sıvı halde olsun, kütleleri ile bir ağırlık kuvveti uygular. Eğer daha güçlüyse, önden uçan uydu, üzerinden geçtiğinde onu çeker. Bu, onu daha hızlı yapar ve diğerinden uzaklaştırır. uydu.
Karşılıklı mesafedeki bu minimum değişiklik, dünyanın etrafındaki her yörüngede sürekli olarak ölçülür. Daha düşük kütleler, önceki uyduyu daha az hızlandırır ve tekrar yakınlaştırır. DLR’deki Alman Uzay Ajansı GRACE-FO program yöneticisi Peter Schaadt, mecazi anlamda, buz tabakalarının ve kıtaların aydan aya nasıl azaldığını veya arttığını tartmak için uyduları kullanabiliriz” diye açıklıyor. uzayda, yerdeki karmaşık hesaplama yöntemleri kullanılarak gerçekleşir, bu sayede uyduların dünya yörüngesindeki minimum hareketleri yerçekimi alanı değerlerine çevrilir.
“Tom” ve “Jerry”, Alman Uzay Operasyon Merkezi’nin emin ellerinde
17 Mart 2002’de iki GRACE uydusunun fırlatılmasının ardından “Tom” ve “Jerry” yaklaşık 500 kilometre yükseklikte fırlatıldı. İlk temas, yaklaşık 70 saniye sonra Weilheim’daki DLR yer istasyonu ile yapıldı. Uydulardan gelen ilk veriler bir iletişim ağı aracılığıyla doğrudan ve gecikmeden Münih yakınlarındaki Oberpfaffenhofen’deki DLR uzay kontrol merkezine gönderildi. Uyduların “edinme aşaması” orada başladı.
DLR Uzay Operasyonları ve Astronot Eğitiminden GRACE-FO yer segmenti proje yöneticisi Sebastian Löw’ün açıkladığı gibi, kontrol merkezi GRACE-FO takip görevi için 2018’deki lansmandan sonra bu ilk erken aşamayı da devraldı: “Biz yörünge parametrelerini belirledik ve GRACE’nin durumunu analiz ettik, tüm sistemlerin işlevsel hazırlığını ve gerçek bilimsel görevleri için konfigürasyonlarını test ettik. yerleşik yıldız sensörleri ve tutum kontrol sistemi.” Operasyonel görevler, GRACE ve GRACE-FO olmak üzere her iki görev için aynıydı.
Fırlatmadan sonraki ilk iki hafta içinde operasyon ekibi, uyduların göreli mesafesini 220 kilometreye ayarlamak için birkaç yörünge manevrası emri verdi. Bu oluşum uçuşunu kontrol etmek, birkaç haftalık aralıklarla düzenli düzeltici manevralar gerektirir. Weilheim’daki DLR yer istasyonunun iki anteni, bunun için ve görev sırasında uydu kontrolü için kullanılıyor – ilk 30 gün NASA’nın kutup ağı tarafından destekleniyor. İki haftalık bir test aşamasının ardından iki GRACE uydusunun kontrol ve işletimi Alman Uzay Harekat Merkezi’nin eline geçti. Alınan tüm veriler işlendi, arşivlendi ve DLR’nin Alman Uzaktan Algılama Veri Merkezindeki (DFD) bilimsel analiz merkezlerine dağıtıldı.
20 yıllık başarılı Alman-Amerikan işbirliği – gelecek için başarılı bir model
İklim araştırması için GRACE ve GRACE-FO’nun iklim zaman serisi ölçümlerinin önemi çok önemlidir. Bu nedenle NASA, DLR ve GFZ, Max Planck Enstitüleri ile GRACE-FO’dan sonra gözlemlere devam edecek bir sonraki görevi hazırlamak için birlikte çalışıyor. DLR İcra Kurulu Üyesi Walther Pelzer, “Dünya gözlemi konusunda NASA ile işbirliği, ABD ve Almanya’nın iklim politikasında izlemek istedikleri ortak hedeflerin büyük bir işaretidir” diye vurguluyor. “Uydu yapımının NASA tarafından devreye alınması, Alman uzay endüstrisinin verimliliğinin de bir göstergesidir.”
GRACE ve GRACE-FO – iki başarılı görev
GRACE, başlangıçta planlanandan üç kat daha uzun, 2017 yılına kadar yürütülen ortak bir NASA ve Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR) göreviydi. Bilimsel veri değerlendirmesi “Teksas Üniversitesi” ve GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ) tarafından gerçekleştirilmiştir. Operasyon, Oberpfaffenhofen’deki DLR’deki Alman Uzay Operasyonları Merkezi’nin sorumluluğundaydı ve DLR, Federal Ekonomi ve İklim Koruma Bakanlığı (BMWK) ve GFZ’nin fonlarıyla DLR’deki Alman Uzay Ajansı tarafından finanse edildi. JPL, görevi Washington’daki NASA Bilim Misyonu Müdürlüğü adına yönetti. GRACE “ikizleri” Airbus tarafından Friedrichshafen’de NASA adına inşa edildi. 22 Mayıs 2018’deki lansmanından bu yana yerçekimi ölçümlerine devam eden GRACE-FO misyonunun halefi de yine NASA tarafından finanse edilerek burada yaratıldı.