Europa klar for å kartlegge jordens gravitasjon

17. mars kl 15:21 norsk tid, ble ESAs satellitt GOCE skutt opp fra Plesetek Cosmodrome i det nordlige Russland. GOCE skal kartlegge gravitasjonsfeltet til jorden med bedre presisjon enn noen gang tidligere, og med det gi innsikt i havsirkulasjonen, hvordan havnivået forandrer seg, klimaforandring, vulkanisme og jordskjelv.

GOCE-satellitten i bane rundt jorden. Illustrasjon: ESA

GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer) er den første i en rekke av satellitter fra den europeiske romorganisasjonen (ESA) som skal utforske jorden og bidra til økt forståelse for kritiske jord-systemer. Oppskytningen ble utsatt et døgn fordi dørene på oppskytningstårnet ikke åpnet seg som planlagt før oppskytningen 16. mars.

Gravitasjonskraften er en av de fire grunnleggende naturkreftene, og påvirker følgelig alt på jorden. Vanligvis pleier man å si at gravitasjonskraften er den samme uansett hvor man er på jordens overflate, men dette er egentlig en tilnærming. Gravitasjonskraften på jorden er for det første avhengig av hvor langt unna jordens sentrum man befinner seg. Den er lavere på toppen av Mount Everest enn nede ved havoverflaten. Og siden jorden ikke er en perfekt kule, men litt sammenklemt slik at ekvator "buler" ut, vil gravitasjonskraften være bittelitt kraftigere ved polene (9,838 m/s2) i forhold til ved ekvator (9,788 m/s2). Forskjellen mellom ekvator og polene forsterkes ytterligere av at jorden roterer. Forenklet kan man si at sentripetalkraften dytter deg litt utover ved ekvator, mens ved polene har man effektivt ingen rotasjon og vil derfor heller ikke ha noen sentripetalkraft. For det andre er gravitasjonskraften avhengig av topologien og geologien på det punktet man befinner seg. Hvis man befinner seg på et fjell med mye stein og tunge metaller i, vil gravitasjonen være forskjellig fra om man befinner seg på en slette med mye løs jord under beina. Slike små avvik i gravitasjonen kan noen steder (likevel) være store nok til å få pendelklokker (bestefarsklokker) til å gå ujevnt om de flyttes fra ett sted til et annet.

GOCE-satellitten skal kartlegge jordens gravitasjonsfelt for å fremme forståelsen av jordens indre prosesser, oseanografi og geodesi.
Illustrasjon: ESA - AOES Medialab

Alle disse små forskjellene kan påvirke de store geogiske og meteorologiske systemene på jorden. I løpet av 20 måneder vil GOCE kartlegge disse variasjonene i ekstrem detalj og nøyaktighet. Resultatene vil være viktige for å kunne gjøre nøyaktige beregninger av havsirkulasjonene og hvordan havnivået forandrer seg, og ikke minst se hvordan disse påvirkes av klimaforandringene. Data fra GOCE vil også bli brukt til å øke forståelsen av prosessene i jordens indre.

Høyteknologisk

GOCE er den første satellitten som benytter seg av gradiometri, målinger av forskjellen i akselerasjon over korte avstander mellom en samling av kjente masser ombord i satellitten. GOCE har tre ultra-sensitive aksellerometere omord, som måler de bittesmå forskjellene i dragningen fra jordens gravitasjon i det satellitten suser av gårde i banen sin rundt jorden. De er plassert i 3 dimensjoner i forhold til hverandre, som gjør at de alle opplever gravitasjonsvariasjonene litt forskjellig.

Satellittens sexy og aerodynamiske utseende gjør at den skiller seg ut fra andre satellitter (se bildet over). Satellittens bane må være så lav som mulig for at instrumentene skal kunne få gode gravitasjonsmålinger. GOCE vil derfor gå i en bane som bare er 250 kilometer over jordoverflaten. Den aerodynamiske formen vil hjelpe satellitten til å gli gjennom den tynne, øverste delen av atmosfæren som befinner seg i denne høyden.

Fordi det er viktig at det ikke er noe som kan forstyrre og påvirke målingene ombord, er det ingen bevegelige deler på GOCE slik som det vanligvis er i andre satellitter.

By Silje Bjølseth
Published Aug. 10, 2012 3:08 PM - Last modified Aug. 22, 2012 9:30 AM