Wechselwirkung niedrigfliegender Satelliten mit der umgebenden Thermosphäre und Ionosphäre

Akzelerometermessungen kommen in zwei Hauptgebieten der Erdbeobachtung zu Einsatz, in der Schwerfeldbestimmung und in der Untersuchung der Thermosphäre. Wir konnten zeigen, dass die thermosphärischen Signaturen in den Schwerefeldgradienten der Satellitenmission GOCE auf einen unerwarteten quadratischen Faktor in der Response der Instrumente auf Beschleunigungen, die am Satelliten angreifen, zurückzuführen sind. Es wurde eine Hypothese erarbeitet, die den quadratischen Faktor und andere Störungen, die auf die Instrumente wirken, verknüpfen. Diese Hypothese soll weiter evaluiert, in ersten Experimenten erhärtet werden und die Auswirkungen auf die Schwerefeldbestimmung wie auch die Thermosphäre und Ionosphäre studiert werden. Für die Schwerefeldbestimmung bedeutet dies eine Verbesserung des reinen GOCE Satellitenschwerefeldes da das Rauschen der Gradienten verringert werden und in einer Rekalibrierung alle quadratischen Faktoren bestimmt werden können. Für Swarm bedeutet dies eine Steigerung des wissenschaftlichen Nutzens der Akzelerometer, indem Signale hoher Amplitude in Zeiten ionosphärischer Stürme zur Anwendung kommen. Eine ausgefeilte Prozessierungsstrategie ist von Nöten um die Instrumentendaten nutzbar zu machen. Durch die Schätzung der Unsicherheiten der Neutraldichtedaten kann auf die Qualität dieser zurückgeschlossen werden. Durch die Assimilierung der Neutraldichtedaten in physikalisch basierte Ionosphären-Thermosphären Kopplungsmodelle kann die Dynamik der Ionosphäre in Zeiten von Stürmen untersucht werden. Da die Validierung der erhaltenen Modelle eine wichtige Aufgabe darstellt, wird ein umfangreiches Evaluierungskonzept erarbeitet für das ein empirisches Ionophärenmodell weiter ausgearbeitet wird.

DFG-Verfahren Schwerpunktprogramme

Teilprojekt zu SPP 1788:  Study of Earth system dynamics with a constellation of potential field missions