GEROS-ISS

Schematische Übersicht über das GEROS-Experiment, das an Bord der Internationalen Weltraumstation ISS installiert werden soll. Rote Linien symbolisieren die GNSS-Reflektometriemessungen über Wasser, Eis und Land. Blaue Linien zeigen die kohärenten Reflektometrie- und Radiookkultationsmessungen und in grün sind die Signale dargestellt, die aus Zenitrichtung empfangen werden und zur Bestimmung der genauen Bahninformation (Position und Geschwindigkeit) der GEROS-Nutzlast und für 3D-Rekosntruktionen der Elektronendichte über der ISS genutzt werden.

[1]

© J. Wickert (TUB/GFZ)

GEROS-ISS [1] ist ein neuartiges Experiment zur Klimaforschung, welches im Rahmen einer Ausschreibung der Europäischen Weltraumbehörde ESA 2011 zur Durchführung auf der Internationalen Weltraumstation ISS vorgeschlagen wurde. Der Vorschlag des internationalen Teams aus Deutschland, USA, Dänemark, Schweden, Schweiz, Schweden und Spanien wurde als einziger von ca. 25 eingereichten Vorschlägen für weitere Studien ausgewählt.

Im Rahmen von GEROS-ISS sollen Signale von Navigationssatelliten zur Fernerkundung von Ozean-, Eis-, und Landoberflächen sowie zur Atmosphärensondierung genutzt werden und daraus Informationen über Klimaänderungen abgeleitet werden. Hauptmissionsziel ist die genaue Bestimmung der Höhe der Meeresoberfläche mit reflektierten GNSS-Signalen.

Gegenwärtig ist eine von der ESA eingesetzte Wissenschaftlergruppe unter Leitung von Prof. Wickert (GFZ) damit beschäftigt, die wissenschaftliche Vorbereitung des Experiments zu koordinieren und bei der technischen Umsetzung mitzuwirken. Diese Umsetzung wurde mit zwei von der ESA beauftragten Machbarkeitsstudien von Industriekonsortien geleitet durch ADS (Airbus Defense and Space, Madrid, Spanien) und TAS (Thales Alenia Space, Rom, Italien) näher untersucht (Phase A Studien). Diese Studien wurden in 2016 beendet. Zusätzlich wurde die zweijährige wissenschaftliche Studie GARCA unter Leitung des GFZ in 2016 abgeschlossen [2].

GFZ ist neben der wissenschaftlichen Koordinierung vor allem mit der GNSS-Phasenaltimetrie [3] und mit Untersuchungen zur Nutzung der neuartigen GNSS-R Daten zur Verbesserung von Ozeanmodellen [4] in GEROS einbezogen.

Derzeit läuft eine ESA-Studie zur Kostenreduzierung der Mission, die Ende 2017 abgeschlossen wird. Zusätzlich ist im Rahmen des aktuellen Earth Explorer 9 calls die Mission G-TERN [5] im Juni 2017 eingereicht worden, die auf dem technischen Konzept von GEROS aufbaut. G-TERN wird gemeinsam von Jens Wickert (GFZ) und Estel Cardellach (IEEC, Spanien) koordiniert.

GARCA Projekt [2]

Internetinformation bei der Europäischen Weltraumbehörde ESA
[3]

Referenzen:

[1] Wickert, J., et al., GEROS-ISS: GNSS REflectometry, Radio Occultation, and Scatterometry Onboard the International Space Station, IEEE Journal of selected topics in applied Earth observations and Remote Sensing, Vol. 9, Issue: 10, p. 1_30, 10.1109/JSTARS.2016.2614428, 2016.

[2] GARCA team, GNSS-R assessment of requirements and consolidation of retrieval algorithms, Final Project Report, ESA-AO1-7850/14-GARCA-FR, pp 463, 2016.

[3] Semmling, M., Leister, V., Saynisch, J., Zus, F., Heise, S., Wickert, J. (2016): A Phase-Altimetric Simulator: Studying the Sensitivity of Earth-Reflected GNSS Signals to Ocean Topography. - IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 54, 11, p. 6791-6802.

[4] Saynisch, J., Semmling, M., Wickert, J., Thomas, M. (2015): Potential of space-borne GNSS reflectometry to constrain simulations of the ocean circulation. - Ocean Dynamics, 65, 11, p. 1441-1460.

[5] Wickert, J./Cardellach, E. et al., G-TERN: GNSS Transpolar Earth Reflectometry moNitoring system, Proposal for an Earth Explorer 9 Mission, European Space Agency, 2017.