Nyligt opsendte tvillingesatellitter skaber Himalaya-plottet

Mindre end tre uger efter lanceringen, Gravity Recovery and Climate Experiment Follow-On (GRACE-FO) missionen har med succes afsluttet sin første missionsfase og demonstreret ydeevnen af ​​det præcise mikrobølgeafstandssystem, der muliggør dets unikke målinger af, hvordan massen migrerer rundt på vores planet.

Det dobbelte rumfartøj blev opsendt 22. maj fra Californiens Vandenberg Air Force Base. NASA og German Research Center for Geosciences (GFZ) ingeniører og missionskontrollører ved det tyske rumoperationscenter i Oberpfaffenhofen brugte derefter de første par dage på at fuldføre missionens opsendelses- og tidlige operationsfase og gå ind i en 85-dages checkout-periode i kredsløb. Videnskabsoperationer vil begynde, når denne periode er afsluttet.

I den indledende fase, de to GRACE-FO-satellitter blev manøvreret ind i deres operationelle kredsløbsformation omkring 137 miles (220 kilometer) fra hinanden. Rumfartøjssystemer blev tændt, tjekket ud og viste sig at fungere som forventet. Ingeniører aktiverede også begge primære instrumenter:accelerometrene, som måler andre kræfter på satellitterne end tyngdekraften, såsom atmosfærisk modstand eller solstrålingstryk; og mikrobølgeafstandsinstrumenterne, som præcist måler afstandsændringerne mellem de to satellitter, når de kredser om Jorden. Variationer i Jordens tyngdefelt forårsaget af ændringer i fordelingen af ​​Jordens masse på og under planetens overflade – såsom tilbagetrækning af grundvand og issmeltning – får afstanden mellem de to satellitter til at variere en smule.

GRACE-FO mikrobølgeafstandsinstrumenterne tillader afstandsmålinger med en præcision, der er bedre end én mikron – mindre end en blodcelles diameter, eller en tiendedel af bredden af ​​et menneskehår.

Under enhver enkelt kredsløb af satellitterne, nogle af de største tyngdekraftsvariationer på Jorden set i satellitafstandsdataene skyldes massive bjergkæder. For at demonstrere den indledende ydeevne af GRACE-FO's mikrobølgeafstandssystem, holdet undersøgte dets målinger af ændringer i afstanden mellem de to satellitter, da de fløj over Himalaya. Resultaterne er vist i en figur, som teammedlemmer døbte "The Himalaya Plot, " hvilket kan lyde som navnet på en mysteriefilm. figurens arbejdsnavn refererer faktisk til afstandsændringerne målt af mikrobølgeafstandssystemet, mens satellitterne fløj over bjergene. Plottets bølgede linjer viser, hvordan afstanden mellem satellitterne varierer, når satellitterne passerer over oceaner, landområder, og især bjerge, når de kredser om Jorden. De observerede inter-satellitafstandsændringer, som kan være så stor som hundredvis af mikron, stemmer godt overens med forventningerne. Disse resultater giver holdet tillid til, at missionens vigtigste mikrobølgeafstandssystem fungerer godt.

Ved at måle selv små ændringer i afstanden mellem satellitterne, GRACE-FO kan registrere måned-til-måned variationer i Jordens tyngdefelt forårsaget af bevægelse af masse så lille som omkring en halv tomme (1 centimeter) vand over et område på omkring 200 miles (320 kilometer) i diameter.

GRACE-FO data vil give unik indsigt i Jordens skiftende klima, herunder store ændringer i vores planets iskapper og gletsjere; Jordsystem processer, der definerer vores miljø, såsom tørke og jordskælv; og endda virkningerne af nogle menneskelige aktiviteter, såsom ændringer i niveauet af grundvandsmagasiner som følge af pumpning af underjordisk vand til brug i landbruget. GRACE-FO observationer lover at give vidtrækkende fordele for samfundet.