ESA lanceert eerste Earth Explorer-missie GOCE

Met deze lancering is een nieuw hoofdstuk in de geschiedenis van de Europese aardobservatie aangebroken. GOCE is de eerste van een nieuwe familie ESA-satellieten. Ze zijn ontworpen voor het bestuderen van onze planeet en haar klimaat, om onze kennis en ons begrip van de processen van aardsystemen en hun ontwikkeling te begrijpen. Zo kunnen we de uitdagingen van wereldwijde klimaatverandering aanpakken. GOCE meet hoofdzakelijk de minieme wereldwijde verschillen in het zwaartekrachtveld van de aarde.

De Russische Rockot-lanceerraket, die is afgeleid van een geconverteerde ballistische raket, werd om 15:21 uur (14:21 GMT) gelanceerd en vloog over het noordpoolgebied. Ongeveer negentig minuten later, na één omwenteling en twee verbrandingen van de bovenste trappen van de Breeze-KM, werd het 1052 kg zware ruimteschip met succes in een circulaire polaire baan gebracht. De baan is 280 kilometer hoog met een hoek van 96.7º ten opzichte van de evenaar. De lancering werd uitgevoerd door Eurockot Launch Services, een Duits/Russisch bedrijf uit Bremen in Duitsland.

Kort na de afscheiding werd contact met GOCE tot stand gebracht via ESA’s volgstation in Kiruna in Zweden. Het ruimtevaartuig bevindt zich nu onder de controle van ESA’s teams in het European Space Operations Centre in Darmstadt in Duitsland.

‘GOCE is de eerste onderzoekssatelliet van ESA die zich richt op aardobservatie sinds Envisat in 2002. De afmetingen zijn veranderd, maar onze bedoelingen niet: we willen de beste wetenschap verschaffen die onze technologie kan bieden, zodat de wetenschappelijke gemeenschap en uiteindelijk de inwoners van Europa en de wereld er maximaal van kunnen profiteren’, aldus Jean-Jacques Dordain, ESA’s directeur-generaal.

GOCE werd in 1999 geselecteerd als de eerste Earth Explorer Core-missie van het Living Planet programma. De satelliet is ontwikkeld door een industrieel team dat werd geleid door Thales Alenia Space in Turijn in Italië. Het platform is verzorgd door EADS Astrium Space in Friedrichshafen in Duitsland. Thales Alenia Space in Cannes in Frankrijk ontwikkelde en integreerde het hoofdinstrument met behulp van enorm precieze sensoren die door het Franse Onera werden ontwikkeld. In totaal hebben 45 Europese bedrijven bijgedragen aan de bouw van de satelliet.

GOCE verzamelt 24 maanden lang driedimensionale zwaartekrachtgegevens van over de hele wereld. De ruwe gegevens worden op de grond verwerkt voor het produceren van de nauwkeurigste kaart van het zwaartekrachtveld van de aarde tot nu toe. En voor het verfijnen van de geoïde: de ware referentievorm van onze planeet. De precieze kennis van de geoïde, die gezien kan worden als het oppervlak van een ideale wereldwijde oceaan in rust, speelt een zeer belangrijke rol bij verder onderzoek naar onze planeet, haar oceanen en atmosfeer. Het dient als een referentiemodel voor onze metingen en modellen van wijzigingen in zeeniveau, oceaancirculatie en dynamica van poolijskappen.

Een unieke lading aan boord van een uniek ruimtevaartuig

Het belangrijkste instrument in de lading is een geavanceerde elektrostatische gradiometer van de zwaartekracht met zes zeer gevoelige versnellingsmeters die twee aan twee zijn gemonteerd langs drie verticale assen op een ultrastabiele koolstof-koolstofstructuur. De missie meet niet de zwaartekracht zelf, maar de minimale verschillen in zwaartekracht tussen de paren van versnellingsmeters die zich vijftig centimeter van elkaar bevinden.

De gegevens die door GOCE worden verzameld, leveren een nauwkeurigheid van 1 tot 2 cm op in de hoogte van de geoïde en 1 mGal voor het waarnemen van anomalieën in het zwaartekrachtveld (bergen veroorzaken bijvoorbeeld meestal plaatselijke zwaartekrachtvariaties van tientallen tot ongeveer honderd milligal). De ruimtelijke resolutie wordt verbeterd van enkele honderdduizenden kilometers bij eerdere missies tot honderd kilometer met GOCE.

Om de maximale prestaties uit de gradiometer te kunnen halen, is GOCE ontworpen om een zeer stabiele en onverstoorde omgeving te bieden. Dit ondanks de lage baan waarin het ruimtevaartuig een lichte, maar wezenlijke weerstand ondervindt van de bovenste lagen van de atmosfeer. Dat is de belangrijkste reden voor het slanke, vijf meter lange aerodynamische ontwerp in de vorm van een pijlpunt.

Het ruimtevaartuig bevat ook twee xenon-ion motoren met laag vermogen, een primaire motor en een reservemotor, die elk 1 tot 20 millinewton stuwkracht kunnen leveren (deze kracht staat gelijk aan onze uitademing). Deze stuwraketten worden gebruikt om in real-time te compenseren voor weerstand van de atmosfeer, op basis van de gemiddelde versnelling die wordt waargenomen door de twee versnellingsmeters die langs de snelheidas zijn gemonteerd.

De structuur en het ontwerp van het ruimtevaartuig zijn ook geoptimaliseerd om alle soorten verstoringen weg te filteren. Dit gebeurt door het gebruik van enorm stabiele materialen om de effecten van thermische cycli te beperken, zonder ontvouwbare of bewegende delen.

Eén missie, vele voordelen

De komende zes weken wordt GOCE door de teams van ESA en haar industriële partners gecontroleerd en in werking gesteld. Het ruimtevaartuig wordt dan overgebracht naar zijn operationele baan op 263 kilometer hoogte. De lading ondergaat nog zes weken van inwerkingstelling en ijking. Volgens planning beginnen de missiewerkzaamheden in de zomer van 2009.

Het met zulke precisie in kaart brengen van het zwaartekrachtveld van de aarde biedt voordeel aan alle takken van aardwetenschap.

Voor de aardmeetkunde is het een verenigd referentiemodel voor hoogtemetingen over de hele wereld, zodat onregelmatigheden tussen hoogtesystemen van de verschillende landmassa’s, landen en continenten verdwijnen. Hierdoor wordt beter onderzoek naar de verandering van het zeeniveau mogelijk en ontstaat de kans om meer dan tweehonderd jaar aan geregistreerde zeeniveaus over de hele wereld met nieuwe ogen te bekijken.

Voor de oceanografie vermindert een betere kennis van het zwaartekrachtveld de huidige onzekerheden over oceaanwarmte en massaoverbrenging flink. Zo kunnen de modellen van wereldwijde oceaancirculatie en klimaatvoorspelling enorm worden verbeterd. GOCE verbetert ook onze kennis van het vaste gesteente onder het poolijs op Groenland en Antarctica. De precieze geoïdekaart maakt betere baanbepaling mogelijk voor satellieten die de ijslaag in de gaten houden. Dat zorgt voor verbeterde meetnauwkeurigheid.

Voor de geofysica helpt het combineren van GOCE’s resultaten met magnetisme, topografie en seismologie bij het produceren van gedetailleerde driedimensionale kaarten van dichtheidsvariaties in de aardkorst en de bovenste mantel. Dat is een enorme bijdrage aan het verbeteren van alle modellen van afzettingsbassins, spleten, tektonische beweging en verticale zee/landveranderingen, zodat ons begrip van de processen die voor natuurgevaren zorgen kan worden vergroot.

Eén Earth Explorer gelanceerd, op naar de volgende

'Deze succesvolle lancering is het begin van een nieuwe generatie aardwetenschappelijke satellieten in Europa’, aldus Volker Liebig, directeur van de aardobservatieprogramma’s bij ESA. ‘Het is de eerste van een nieuwe generatie kleine, specifieke wetenschappelijke satellieten en het maakt de weg vrij voor meerdere Earth Explorer-missies. De wetenschappers wachten vol ongeduld op de gegevenssets van deze missies. We hebben de komende twee jaar nog vier lanceringen gepland; dat betekent dat we het heel druk gaan krijgen.'

GOCE is de eerste Earth Explorer Core-missie van ESA’s Living Planet programma. Dit programma werd in 1999 opgezet ter aanmoediging van onderzoek naar de atmosfeer, biosfeer, hydrosfeer, cryosfeer en het innerlijk van de aarde, de wisselwerking daartussen en de invloed van menselijke activiteiten op deze natuurlijke processen. Op dit moment worden nog twee Core-missies ontwikkeld, die zijn geselecteerd om specifieke onderwerpen van groot publiek belang aan te pakken: ADM-Aeolus voor atmosfeerdynamica (2011) en EarthCARE om de radiatieve balans van de aarde te onderzoeken (2013). Er worden ook drie kleinere Earth Explorer Opportunity-missies voorbereid: Cryosat 2 meet de dikte van de ijslaag (2009), SMOS bestudeert de vochtigheid van de bodem en het zoutgehalte van de oceaan (2009) en Swarm onderzoekt de ontwikkeling van het magneetveld (2011).

Voor meer informatie:

Franco Bonacina,
ESA-woordvoerder en hoofd Media Relations Office
Communicatie en kennisafdeling
Tel: + 33 1 5369 7299
Fax: + 33 1 6369 7690
Email: franco.bonacina@esa.int