CryoVex: Irdische Vergleichsdaten

Dreieckreflektor zum Kalibrieren von ASIRAS am Boden

Woher wissen die Wissenschaftler eigentlich, dass die SIRAL-Messungen stimmen? Dazu sind bereits seit Jahren umfangreiche Messkampagnen in Arktis und Antarktis durchgeführt worden. Deutsche Wissenschaftler waren führend daran beteiligt.

Aufgrund der hohen Genauigkeitsansprüche müssen die Messungen des Satelliten regelmäßig kalibriert und überprüft werden. Das geschieht in den unter der Projektbezeichnung CryoVex zusammengefassten Kampagnen. Denn präzise Messungen des Radars auf CryoSat hängen von vielen Einflussfaktoren ab. So haben Jahreszeiten, Niederschläge, Schnee- und Eismengen, die Schneebedeckung von Eis und der Wassergehalt des Schnees großen Einfluss auf die Messergebnisse.

Um jegliche Fehlinterpretationen ausschließen zu können werden deshalb – ein probates Mittel der Geofernerkundung – parallel zur Erfassung der CryoSat-Satellitendaten umfangreiche Gegenerkundungen am Boden sowie mit adaptierten Weltraumgeräten von Flugzeugen aus vorgenommen. Der personelle und technische Aufwand ist daher während der gesamten Mission enorm hoch.

Bereits im Vorfeld des Starts von CryoSat begaben sich Wissenschafts-Expeditionen in die unwirtlichsten Gegenden unseres Planeten. Von November 2008 bis Februar 2009 führten sie in der Antarktis geodätische Feldarbeiten aus und bestimmten mittels GPS Messpunkte, die für die folgende Befliegung des Versuchsgebietes mit dem aus SIRAL abgeleiteten ASIRAS-Radar von Bedeutung waren. Die direkte Vermessung von Eisdicken ermöglicht später wiederum das SIRAL-Radar von CryoSat-2 zu kalibrieren.

Deutschland: Forscher führend an CryoSat beteiligt

ASIRAS und der Laserscanner an Bord der Do 228

Verschiedene deutsche Forschungsinstitutionen wie das Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI), verfügen international über eine hohe Reputation bei der Erforschung arktischer und antarktischer Gebiete. So ist das AWI eines der wenigen Institute weltweit, das mit einem elektromagnetischem Verfahren Eisdicken aus der Luft direkt und über große Entfernungen schnell vermessen kann. Das EM-Bird genannte Messgerät wird etwa 15 Meter über der Meereisoberfläche von einem Helikopter geschleppt, das die gemessenen Eisdicken mit erbohrten Prüfstücken vergleicht. Die Ergebnisse dienen später zur Validierung der Daten von CryoSat. Um eine bestmögliche Genauigkeitsabschätzung erzielen zu können, müssen diese Messungen regelmäßig und zu unterschiedlichen Jahreszeiten durchgeführt werden.

Unter der Federführung von Wissenschaftlern des AWI und der TU Dresden fanden verschiedene CryoVex-Kampagnen statt. Befliegungen mit dem ASIRAS-Instrument werden von Forschern des AWI, unterstützt durch Mitarbeiter weiterer deutscher Einrichtungen, bereits seit 2004 durchgeführt.

Die Liste der aus Deutschland beteiligten Institutionen ist beeindruckend:

  • Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven
  • Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Hannover
  • Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum DLR/DFD, Oberpfaffenhofen
  • Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR, Köln
  • Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut, München
  • GeoForschungsZentrum Potsdam
  • Universitäten in Bremen, Freiburg, Münster, Trier
  • Technische Universitäten in Darmstadt, Dresden, München
  • Geowissenschaftliche Institute in Bonn, Bremen, Dresden, Freiburg, Hamburg, München, Münster und Stuttgart

Die mehrjährige Datengewinnung und -auswertung, die einen hohen personellen Aufwand und die Verifizierung einschließt, wird schließlich von einem großen Aufgebot europäischer und internationaler Forschungseinrichtungen begleitet. An der wissenschaftlichen Aufarbeitung der CryoSat-Daten beteiligen sich zahlreiche Institutionen und Forschergruppen, u.a. aus Frankreich, Großbritannien, Norwegen, Österreich, Schweden und den USA.

Trotz Hightech: Langzeitbeobachtungen benötigen viel Zeit. Erste gesicherte Erkenntnisse der Grundsatzfragen werden erst in ein paar Jahren erwartet. Aber so ist wissenschaftliche Forschung: Vor den Erfolg haben die Götter den Schweiß gesetzt.

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