Quelltext der Seite Gravity field and steady-state ocean circulation explorer

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{{Infobox Satellit
|name=GOCE
|nssdc_id=2009-013A
|typ=[[Forschungssatellit]]
|bild=GOCE scale 1 4 (7628217840) (2).jpg
|bild_grösse=200px
|land=Europa
|behörde= [[Europäische Weltraumorganisation|ESA]]
|bahn_höhe=283,5 km
|masse=1100 kg
|abmessungen=1,0 × 5,3 m
|apogäum= 
|perigäum= 
|bahn_neigung= 96,70°
|bahn_umlaufzeit= 
|exzentrizität= 
|start= 17. März 2009
|startplatz=Plessezk
|trägerrakete=[[Rockot]]
|status=Wiedereintritt am 11. November 2013
}}
Der '''Gravity field and steady-state ocean circulation explorer''' ('''GOCE''') war ein geowissenschaftlicher [[Satellit (Raumfahrt)|künstlicher Erdsatellit]], der seit etwa 1995 von der [[Europäische Weltraumorganisation|ESA]] entwickelt wurde. 

Er gehörte zur ''Mission zur Messung der Gravitation und des stationären Zustandes der Ozeanzirkulation'', eine der [[Earth Explorer Missions|Erderkundungsmissionen]] im [[Living Planet Programme|Forschungsprogramm ''Living Planet'']] der ESA, und soll der hochpräzisen [[Gradiometrie]] dienen. 

[[Astrium]] ist Mitglied des Kernteams der von der ESA ausgewählten Projektpartner mit dem Hauptauftragnehmer [[Thales Alenia Space]] und zeichnet für die Entwicklung der Plattform verantwortlich. Der Start erfolgte am 17. März 2009 um 14:21 UTC. 

Nach dem Ende der Treibstoffvorräte verglühte der Satellit am 11. November 2013 in der Erdatmosphäre.<ref>[http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/GOCE/GOCE_completes_its_mission News zu GOCE] auf www.esa.int; Aufgerufen am 11. November 2013</ref><ref name="GOCE ist verglüht heise.de">[http://heise.de/-2043190 Artikel: "Ein neues Bild der Erde: Satellit GOCE ist verglüht"] auf heise.de; Aufgerufen am 11. November 2013</ref>

== Aufgaben und verwendete Technik ==
[[Datei:Geoids_sm.jpg|thumb|Erdschwerefeld, Abweichungen stark überhöht]]
GOCE wird regionale Variationen des [[Erdschwerefeld]]es genauer als je zuvor messen. Ein Hauptziel ist die Bestimmung einer Referenzfläche zur Beobachtung von [[Meeresströmung]]en, die durch ihren großen Beitrag zum globalen [[Wärme]]transport entscheidend für das [[Klima]] sind.

Die Messinstrumente von GOCE sind keine Gradiometer im eigentlichen Sinn, sondern messen die Schweregradienten indirekt nach einer Differential-Methode („Gravitationsgradiometrie“). Dabei handelt es sich um hochpräzise [[Beschleunigungssensor]]en (3-Achs-Schweregradiometer mit 6 Akzelerometern), die auf ultrastabilen Carbon-Wabenstrukturen und Auslegern montiert werden und in der [[Umlaufbahn]] ununterbrochen alle neun Werte des Schwere-[[Tensor]]s messen sollen. Zusätzlich sind hochgenaue Zwölfkanal-[[GPS-Empfänger]] an Bord und die Flugbahn soll mit Hilfe von Laserentfernungsmessungen überprüft werden, wofür entsprechende Reflektoren verbaut sind. Damit erhofft man sich eine Bestimmung des globalen [[Geoid]]s mit mindestens Zentimeter-Genauigkeit bei einer räumlichen Auflösung von etwa 100 Kilometern. 

In Kombination mit anderen Messungen (vor allem [[Global Positioning System|GPS]] und Satelliten-[[Altimetrie]]) sind wichtige Beiträge zur [[Ozeanografie]] und anderen Geowissenschaften zu erwarten. Das seit 2004 laufende Satellitenprojekt [[Gravity Recovery And Climate Experiment|GRACE]] der [[National Aeronautics and Space Administration|NASA]] und des [[Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt|DLR]] ist eine ideale Ergänzung zu GOCE: seine zwei Satelliten bestimmen durch SST-Distanzmessungen die [[Mittelwelle|mittelwelligen]] Anteile des Schwerefeldes und seine zeitliche Veränderungen.

Insgesamt besitzt der einer Pfeilspitze ähnelnde, lange Satellit mit der Grundform eines achtseitigen [[Prisma (Geometrie)|Prismas]] eine Startmasse von 1100 Kilogramm, eine Länge von 5,3 Metern und einen Durchmesser von etwa einem Meter. Zur Bahnkorrektur (Ständiger Antrieb zum Halten der Umlaufbahn gegen die bremsende Hochatmosphäre) ist er mit zwei kleinen (nur eins aktiv, eins als Reserve) mit [[Xenon]] arbeitenden [[Ionentriebwerk]]en vom Kaufmann-Typ mit 1,0 bis 20 mN Schub ausgestattet. Der Xenonvorrat beträgt 40 kg.<ref>http://www.dlr.de/DesktopDefault.aspx/tabid-1/86_read-16441/</ref> Zur Lageregelung ist GOCE mit Sternsensoren und [[Magnettorquer]] ausgerüstet. Die der Energieversorgung dienenden Solarzellen (1300 Watt Leistung) sind auf der Oberfläche des Satelliten und der kleinen Flügel angebracht.<ref>FliegerRevue November 2008, S.46-49, Weltraum-Ferrari für die Erde - ESA Schwerkraft-Mission GOCE</ref>

== Start ==
Der Start in [[Plessezk]] war zuerst für den 10. September 2008 geplant. Wegen eines Fehlers im Leit- und Navigationssystem der für den Start vorgesehenen [[Rockot]]-Trägerrakete wurde er auf den 16. März 2009 verschoben.<ref name="esa">[http://www.esa.int/esaCP/SEM8VARTKMF_index_0.html GOCE launch delayed until 2009] Artikel auf esa.int</ref> Kurz vor dem Abheben wurde der Start jedoch abgebrochen, weil sich der Startturm nicht wie vorgesehen automatisch zurückzog.<ref>{{internetquelle |autor=ESA |url=http://www.esa.int/esaCP/SEMP85JTYRF_index_0.html |titel=Launch of ESA’s gravity mapping satellite delayed |sprache=englisch |datum=16. März 2009 |zugriff=16. März 2009}}</ref> Der Start am 17. März 2009 um 14:21:13 Uhr UTC war erfolgreich und GOCE erreichte eine 283,5 km hohe Umlaufbahn<ref>{{internetquelle|url=http://www.esa.int/esaCP/SEMOKLJTYRF_index_0.html|titel= GOCE: Critical operations ongoing|hrsg=ESA|datum=18. März 2009|zugriff =20. März 2009}}</ref>, das erste Signal wurde um 14:51 UTC empfangen.<ref>{{internetquelle|url=http://de.rian.ru/science/20090317/120608700.html|titel= ESA-Satellit GOCE erreicht berechnete Flugbahn|hrsg=RIA novosti|datum=17. März 2009|zugriff =17. März 2009}}</ref>

== Umlaufbahn ==
Der Satellit bewegte sich in einem [[Satellitenorbit#Sonnensynchroner Orbit .28SSO.29|kreisförmigen, sonnensynchronen und polaren Orbit]] (Bahnneigung 96,7°) um die Erde. Die Höhe der endgültigen Umlaufbahn betrug lediglich 255 Kilometer. Diese niedrige Höhe erlaubte zwar ein präziseres Vermessen des Geoids, führte aber zur Abbremsung des Satelliten durch die restliche Atmosphäre in dieser Höhe. Um dieses Abbremsen zu kompensieren, wurde der Satellit durch eines von zwei Niedrigschub-[[Ionentriebwerk]]en angetrieben. Diese sind im Schubbereich zwischen 1 und 20&nbsp;mN in Echtzeit regelbar, um sich der abbremsenden Kraft optimal anzupassen und die Flugbahn stabil zu halten.<ref>http://www.esa.int/esaCP/SEM7C2JTYRF_Germany_0.html</ref> Die für einen Satelliten ungewöhnliche [[Aerodynamik|aerodynamische]] Form trägt dazu bei, dass der Luftwiderstand minimal gehalten wird. Ohne diese Maßnahmen würde der Satellit innerhalb kurzer Zeit so stark abgebremst, dass er in dichtere Atmosphärenschichten eindringen und schließlich verglühen würde.

Nach dem Start sank GOCE auf seine Einsatzflughöhe von 255&nbsp;km ab, in der er die Primärmission durchführte. Im August 2012 wurde GOCE auf eine Missionsverlängerung bis Ende 2013 vorbereitet. Dazu wurde die Umlaufbahn bis Februar 2013 auf 235&nbsp;km Höhe abgesenkt.<ref>{{internetquelle |autor=Stephen Clark |hrsg=Spaceflight Now |url=http://www.spaceflightnow.com/news/n1211/16goce/ |sprache=en |titel=GOCE gravity-mapper drops closer to Earth for science |datum=2012-11-16 |zugriff=2012-12-14}}</ref>

== Missionsergebnisse ==
{{veraltet||seit=2014}}
GOCE lieferte das bis dahin genauste Abbild des Erdschwerefelds. Die Auflösung des Höhenprofils soll nach Auswertung aller Daten auf zwei Zentimeter genau sein.<ref name="GOCE ist verglüht heise.de"/> 

Auch die durch das schwere Erdbeben im März 2011 in Japan ausgelöste Infraschallwellen konnten durch GOCE aufgezeichnet und ausgewertet werden. Dies war zuvor mit noch keinem anderen Satelliten gelungen.<ref>[http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/GOCE/GOCE_the_first_seismometer_in_orbit Artikel "GOCE: auf The first seismometer in orbit"] auf www.esa.int; Augerfugen am 11. November 2013</ref>

Die Auswertungen aller mit GOCE gesammelten Daten soll noch bis mindestens Mitte 2014 anhalten.<ref name="GOCE ist verglüht heise.de"/>

== Entwicklungskosten ==
Die Entwicklung des Satelliten kostete ca. 300 Millionen Euro.<ref name="derstandard.at">[http://derstandard.at/?url=/?id=1218533881282 Ein Apfel und das Gewicht der Welt] Artikel auf derstandard.at vom 12. August 2008.</ref> 

Primärer Projektpartner der ESA ist bei dieser Mission die italo-französische Firma [[Thales Alenia Space]].<ref name="astronews.com">[http://www.astronews.com/news/artikel/2008/08/0808-025.shtml Oberfläche und Kern der Erde im Visier] Artikel auf astronews.com vom 25. August 2008.</ref> 

Weitere 45 europäische Industriepartner waren an der Entwicklung und am Bau des Satelliten beteiligt.<ref name="hindu.com">[http://www.hindu.com/thehindu/holnus/008200808250923.htm GOCE Earth explorer satellite to look at the Earth's surface and core] Artikel auf ''The Hindu'' vom 25. August 2008.</ref>

Die Betriebskosten belaufen sich auf jährlich ca. 8 Mio. Euro.

== Projektzentrum in Deutschland ==
Das GOCE-Projektbüro befindet sich an der [[Technische Universität München|TU München]] in Kooperation mit dem [[Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt|DLR]]. Es bereitete bis zum Start des Satelliten die Auswertung der Mission vor – ebenso wie die Nutzung der GOCE-Ergebnisse in verschiedenen [[Geowissenschaften]]. 

Das Analyseprojekt erhielt den Namen '''GOCE-GRAND''' – eine Abkürzung für '''Gr'''avitionsfeld-'''An'''alyse '''D'''eutschland. 

Der Koordinator des [[Forschungsprojekt]]s ist [[Reiner Rummel]], der schon vor Jahren ein [[global]]es System der Erdbeobachtung ([[IGGOS]]) vorgeschlagen hat. Konkretes Ziel ist die hochauflösende Schwerefeldmodellierung aus GPS- und [[Gradiometrie]]-Messungen von GOCE.

== Missionsende ==
Am 21. Oktober 2013 war der mitgeführte Xenonvorrat soweit aufgebraucht, dass das Ionentriebwerk den Antrieb einstellte.<ref name="esa_goce">{{internetquelle |hrsg=ESA |url=http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/GOCE/GOCE_completes_its_mission |sprache=en |titel=GOCE completes its mission |datum=2013-10-23 |zugriff=2013-10-23}}</ref><ref>{{internetquelle |hrsg=ESA |url=http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/GOCE/ESA_s_GOCE_mission_to_end_this_year |sprache=en |titel=ESA’s GOCE mission to end this year |datum=2013-09-13 |zugriff=2013-10-15}}</ref> 

In der Folge senkte sich die Umlaufbahn langsam ab, wobei die Lageregelung in Funktion blieb; die Erhitzung durch die Luftreibung erlaubte Studien, bis zu welcher Temperatur der Satellit noch funktionsfähig blieb. Der endgültige Eintritt in die Erdatmosphäre erfolgte statt der erwarteten zwei Wochen erst drei Wochen später: GOCE trat am 11.&nbsp;November 2013 um 00:16 Uhr UTC in die Atmosphäre ein und verglühte während seines Flugs entlang einer Bahn über [[Sibirien]], dem [[Indischer Ozean|Indischen Ozean]], dem [[Pazifischer Ozean|Pazifischen Ozean]] und der [[Antarktis]] bis über den [[Atlantik|Südatlantik]].<ref>http://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/11112013030816.shtml Roland Rischer: ''GOCE - Logbuch zum Missionsende (Updates)'', in Raumfahrer.net, Datum: 11./12. November 2013, Abgerufen: 15. November 2013</ref>

Die Trümmerteile stürzten nahe der [[Falklandinseln]] ins Meer.<ref>http://blogs.esa.int/rocketscience/2013/11/11/goce-re-entry-region/</ref> Der Wiedereintritt konnte von den Falklandinseln aus beobachtet und photographisch dokumentiert werden.<ref>http://spaceinimages.esa.int/Images/2013/11/GOCE_reenters_atmosphere</ref> Es wird angenommen, dass ungefähr ein Viertel der Gesamtmasse des Satelliten die Erdoberfläche erreicht hat. Schäden durch nicht vollständig verglühte Wrackteile sind nicht bekannt.<ref>http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/GOCE/GOCE_gives_in_to_gravity</ref>

== Siehe auch ==
* [[Gravity Probe]]
* [[Satellitengeodäsie]]
* [[Bahnbestimmung]], [[Bahnstörung]]en

== Literatur ==
* A. Albertella u. a.: ''GOCE – The Earth Field by Space Gradiometry''. Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy 83 (2002): 1–15
* Mark Drinkwater u. a.: ''GOCE: Obtaining a Portrait of Earth’s Most Intimate Features.'' ESA Bulletin 133 (Feb. 2008): 4–13 ([http://www.esa.int/esapub/bulletin/bulletin133/bul133b_drinkwater.pdf PDF])
* Michael Fehringer u. a.: ''A Jewel in ESA’s Crown – GOCE and its Gravity Measurement Systems.'' ESA Bulletin 133 (Feb. 2008): 14–23 ([http://www.esa.int/esapub/bulletin/bulletin133/bul133c_fehringer.pdf PDF])
* Rune Floberghagen u. a.: ''GOCE’s Measurements of the Gravity Field and Beyond.'' ESA Bulletin 133 (Feb. 2008): 24–31 ([http://www.esa.int/esapub/bulletin/bulletin133/bul133d_floberghagen.pdf PDF])
* J. Müller: ''Die Satellitengradiometriemission GOCE: Theorie, technische Realisierung und wissenschaftliche Nutzung.'' [[Deutsche Geodätische Kommission|DGK]] Reihe C, Heft 541 (2001)
* R. Rummel: ''Satellite Gradiometry''. Tagungsbeitrag in [[Hans Sünkel]] (Hrsg.): ''Mathematical and Numerical Techniques in Physical Geodesy.'' Lecture Notes in Earth Sciences 7 (1986)

== Weblinks ==
* [http://www.goce-projektbuero.de/ GOCE-Projektbüro Deutschland]
* [http://www.esa.int/esapub/bulletin/bulletin133/bul133c_fehringer.pdf A Jewel in ESA's Crown] (PDF; 1,1&nbsp;MB) ESA Bulletin Nr. 133, Februar 2008. (englisch)
* [http://www.astrium.eads.net/de/programme/goce-fa2.html EADS Astrium - GOCE]
* [http://www.planeterde.de/geotechnologien/aus-der-praxis/der-letzte-countdown/ ''Der letzte Countdown'' - Übersichtsartikel zu GOCE und zum aktuellen Status der Mission (Ende April), Geowissenschaften-Portal planeterde]
* [http://www.planeterde.de/geotechnologien/aktuell/die-globalisierte-hohe/ ''Die globalisierte Höhe'' - Artikel zu GOCE und seiner Bedeutung für ein globales Höhenreferenzsystem auf dem Geowissenschaften-Portal planeterde]
* ESA: [http://www.esa.int/livingplanet/goce ESA GOCE] (englisch)
* ESA: [http://www.esa.int/esa-mmg/mmg.pl?topic=&subtopic=&subm1=GO&keyword=GOCE GOCE in der Multimedia Gallery der ESA] (englisch)

== Quellen ==
<references />

{{Navigationsleiste Raumsonden und Satelliten der ESA}}

[[Kategorie:Forschungssatellit (Geodäsie)]]
[[Kategorie:Erdbeobachtungssatellit]]
[[Kategorie:ESA]]
[[Kategorie:Geodäsie]]
[[Kategorie:Meereskunde]]
[[Kategorie:Raumfahrtmission 2009]]
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