GOCE

STRUČNÝ POPIS PROJEKTU

GOCE – specielní úkoly studia jemné struktury gravitačního pole Země

Družice ESA GOCE (Gravity field and Steady-state Ocean Circulation Explorer) má poskytovat data pro určení parametrů statiského gravitačního pole Země s bezprecedentní přesností a rozlišovací schopností. Toho má být dosaženo použitím gradiometru (sestavy mikroakcelerometrů), který má na palubě měřit ve výšce 250 km na skoro kruhové a skoro polární dráze po dobu dvakrát šesti měsíců druhé derivace gravitačního potenciálu Země (viz www.earth.esa.int/workshops/goce06). Očekávaná měřická přesnost je 3 miliEötvöse.

Reagovali jsme na Announcement of Opportunity z ESA v r. 2006 a zaslali tři projekty cílené na zpracování a různé aplikace dat z GOCE. Všechny byly přijaty. Na jejich základě jsme vytvořili následující program výzkumu:

1. Orbit choice and tunning for GOCE measuring phases

2. Novel geodetic computational methodologies.

3. Comparison of detailed satellite and terrestrial data

4. Detection of hidden impact (meteoritic) structures on the Earth surface

5. Others

Správný výběr dráhy je naprosto podstatný pro úspěch celé mise. Dráha bude nízká, aby citlivost gradiometru byla co největší, heliosynchronní a rezonanční s dlouhou periodou, aby byl dosažen co nejlepší pokryt Země měřeními. Výběr dráhy je samozřejmě ukončen, ale o detailech jemného dolaďování dráhy, které mohou podstatně ovlivnit optimální rozložení dat z mise, se stále diskutuje. Náš kolektiv má zkušenosti s výběrem dráhy altimetrické družice ERS a nedávno se zabýval analýzou poklesu přesnosti parametrů určovaných z mise GRACE díky změnám v geometrii průmětů dráhy na zemský povrch v průběhu letu. Tyto zkušenosti využíváme i pro misi GOCE.

Dat z gradiometru bude v případě správné funkce přístroje obrovské množství a tak je musíme umět zpracovat efektivním způsobem. Problémem bude inverse na parametry gravitačního pole až do stupně L a řádu kolem 200 v rozvoji gravitačního potenciálu v řadu kulových funkcí. Zabýváme se touto tématikou a připravujeme příslušný software. Řešíme, do jakého L bude inverse proveditelná a jednoznačná.

Přesto, že data z gradiometru budou globální, je pro nejvyšší rozlišení modelů gravitačního pole Země nutné družicová data kombinovat s terrestrickými anomáliemi. Data z GOCE jsou v tomto smyslu novým typem družicových dat a jejich správná kombinace s daty pozemskými je proto zajímavou výzvou.

Na Zemi je známo asi 30 velkých a celkem asi 150 meteoritických kráterů, z nichž některé nejsou na povrchu vidět (Chicxulub, Mjolnir...), neboť je překryla následná geologická činnost. Objeveny byly díky gravimetrickým měřením v souvislosti s těžbou ropy. Naučíme se zpra-covávat signál z druhých derivací odvozených z měření GOCE nad známými strukturami a pokusíme se vyhledat další krátery dosud skryté. Probíhají simulační studie.

Nízké harmonické koeficienty gravitačního potenciálu a jejich změny v čase souvisejí s rotací Země a mají vliv na precesi a nutaci. Zkoumáme, zda data z mise GOCE mohou být použita i pro tento účel.

Podrobnější informace o cílech projektu “GOCE” jsou v anglické versi.

Hlavní řešitel :
Jaroslav Klokočník

Adresa :
Astronomický ústav AV ČR, v.v.i.
251 65 Ondřejov Observatory,
Czech Rep., EU

E-mail :
jklokocn@asu.cas.cz

Trvání projektu : 2007 - 2010
Celkový rozpočet : 225 000 EUR