At tage tyngdekraften fra styrke til styrke

Ti år siden, ESA opsendte en af ​​sine mest innovative satellitter. GOCE brugte fire år på at måle en grundlæggende naturkraft:tyngdekraften. Denne ekstraordinære mission gav ikke kun ny indsigt i vores tyngdefelt, men førte til nogle fantastiske opdagelser om vores planet, fra dybt under overfladen til højt oppe i atmosfæren og videre. Og, denne bemærkelsesværdige mission fortsætter med at realisere ny videnskab i dag.

På grund af faktorer som planetens rotation, placeringen af ​​bjerge og havgrave og forskellige tætheder i materialer i Jordens indre, tyngdekraften på Jordens overflade varierer fra sted til sted.

Kortlægning af disse forskelle er vigtigt for at måle havcirkulation, havniveauændringer og for at forstå ellers skjulte processer, der foregår dybt inde i planeten, for eksempel.

kredser så tæt på Jorden som muligt, GOCE kortlagde disse subtile variationer med ekstrem detaljering og nøjagtighed.

Blot to år efter den blev lanceret, GOCE havde indsamlet nok data til at kortlægge vores tyngdekraftsfelt med uovertruffen præcision, resulterer i den mest nøjagtige model af 'geoiden' – overfladen af ​​et ideelt globalt hav i hvile.

Faktisk resulterede GOCE's fire år i kredsløb i en række gravitationsmodeller, hver mere nøjagtig end den sidste. Og, vigtigt, endnu en endnu mere præcis model vil snart blive frigivet til offentligheden.

ESA's GOCE mission manager, Rune Floberghagen, sagde, "GOCE var et sandt vidunder, både teknisk og videnskabeligt. Eksperter gennemgår igen dataene og bruger nogle meget smarte teknikker til at regenerere en anden tyngdekraftsmodel, der er 20 % mere nøjagtig end den sidste, og som vi agter at præsentere i maj."

Siden den blev lanceret, videnskabsmænd over hele verden har brugt GOCE-data til at opdage mere om vores planet.

For eksempel, ved at kombinere de nye GOCE-modeller med satellithøjdemålingsdata, som giver den faktiske højde af havoverfladen, forskellen mellem geoidehøjden og havoverfladehøjden kan findes.

Dette afslører større indsigt i strømme som Golfstrømmen, forskellige grene af den nordatlantiske strøm, Kuroshio i det nordlige Stillehav, og den antarktiske cirkumpolære strøm.

Mens GOCE-geoiden bliver brugt til at forstå, hvordan oceanerne transporterer enorme mængder varme rundt om planeten og bruges til at udvikle et globalt højdereferencesystem, Missionens tyngdefeltmålinger kaster også nyt lys over Jordens indre.

Geofysikere bruger GOCE gravitationsgradientmålinger til at opnå, for eksempel, ny indsigt i geodynamikken forbundet med litosfæren. GOCE er også blevet brugt til at producere det første globale kort i høj opløsning over grænsen mellem jordskorpen og kappen – Moho, giver nye ledetråde til dynamikken i Jordens indre.

Det har også givet os et nyt syn på resterne af tabte kontinenter gemt dybt under indlandsisen på Antarktis.

Og, selvom det ikke var designet til at kortlægge ændringer i tyngdekraften over tid, is, der går tabt fra dele af Antarktis, blev afspejlet i GOCE's målinger, hjælper videnskabsmænd med bedre at forstå gletsjerdynamikken.

GOCE blev det første seismometer i kredsløb, da det opdagede lydbølger fra det massive jordskælv, der ramte Japan i marts 2011. Aldrig før var lydbølger fra et jordskælv blevet sanset direkte i rummet.

Og, takket være dens exceptionelle lave kredsløbs- og ionmotor, der reagerede på små ændringer i luftmodstanden, videnskabsmænd var også i stand til at bruge dens thruster- og accelerometermålinger til at skabe et helt nyt datasæt med øvre atmosfæretætheder og vindhastigheder.

Selvom dette blot er nogle af GOCE's videnskabelige succeshistorier, satellittens slanke design, dets gradiometerinstrument og sofistikerede elektriske fremdrift var alle de første i satellitteknologiens historie.

Danilo Muzi, ESA's Earth Explorers Program Manager, sagde, "GOCE var indbegrebet af en ESA Earth Explorer. Hver af disse forskningsmissioner bruger helt ny teknologi til at levere information, der udfylder huller i vores viden om, hvordan vores verden fungerer.

"Det var en bemærkelsesværdig succes med hensyn til videnskab og også med hensyn til teknologi. Mere end at fordoble dets planlagte liv i kredsløb og legemliggør nogle bemærkelsesværdige førstegange, missionen tilbyder en sund arv at basere fremtidige satellitsystemer på.

"GOCE var den første Earth Explorer i kredsløb, og vi er virkelig stolte over at have leveret sådan en banebrydende mission.

"Mens GOCE's liv fik en naturlig afslutning i 2013, vi har i øjeblikket fire andre Earth Explorer-missioner i kredsløb, yderligere tre bygges og to koncepter vurderes – alle er unikke.

"Denne familie af flagskibsmissioner er de mest avancerede i vores tid, besvare centrale videnskabelige spørgsmål og demonstrere, hvordan banebrydende teknologi kan bruges i rummet – og som vi er meget stolte af."