Mit unglaublicher Empfindlichkeit

Wer zum Satelliten GOCE will, muss sich fast kleiden wie für eine Operation: Kittel an, Überschuhe, Haarhaube - nur der Mundschutz darf weg bleiben. Über Klebematten, die den letzten Staub von den Sohlen nehmen, geht es dann in die große Montagehalle von Thales Alenia Space am Stadtrand von Turin. Auf einer Arbeitsplattform ist GOCE zu sehen, sieben Meter lang, zwei Meter Durchmesser. Isaac Newton war der geniale Gedanke zur Formulierung der Schwerkraft beim Anblick eines vom Baum fallenden Apfels gekommen. Bei aller Hightech mit zahllosen Kabeln und aufwändigen Instrumenten ist Mark Drinkwater, GOCE-Projektwissenschaftler bei der Europäischen Raumfahrtagentur Esa, über 300 Jahre nach Newton im Prinzip nicht viel weiter:

Im Satelliten befinden sich zwei Testmassen, die etwa einen halben Meter voneinander entfernt sind und frei schweben. Während GOCE um die Erde kreist, spüren beide Massen die Schwerkraft der Erde etwas unterschiedlich. Die eine bemerkt eine Änderung etwas früher als die andere. Wir haben drei Paare von Testmassen und vermessen so dreidimensional, wie sich das Schwerefeld der Erde von Ort zu Ort etwas ändert.

Reichte bei Newton noch ein Apfel, so lässt Mark Drinkwater jetzt im GOCE-Satelliten sechs "Juwelen" um die Erde fallen: die Testmassen bestehen aus einer kostbaren Platin-Legierung. Wie stark die Schwerkraft an einem bestimmten Ort der Erde ist, hängt von der Menge und Dichte der Materie in der Umgebung ab: die Abplattung der Erde, Gebirge, Rohstoffvorkommen im Boden, die Gezeiten der Meere, ja sogar große Gebäude haben Einfluss darauf, wie stark wir die Schwerkraft spüren. GOCE soll nun erstmals das Schwerefeld der Erde vermessen - global und mit einer schier unglaublichen Empfindlichkeit:

Stellen Sie sich eine Schneeflocke vor, die auf einen Supertanker fällt. Dann spürt der Supertanker den "Einschlag" der Schneeflocke und fährt hinterher etwas langsamer weiter. Natürlich ist dieser Effekt winzig klein. Aber die Instrumente, die wir für GOCE bauen, sind so empfindlich, dass sie das Auftreffen der Schneeflocke auf dem Tanker noch registrieren würden. Nur so bekommen wir wirklich ein umfassendes Bild des Schwerefeldes der Erde.

Dieses Beispiel illustriert, welche technische Hürden das GOCE-Team zu nehmen hatte. Manche Ingenieure räumen hinter vorgehaltener Hand ein, sie seien "fast wahnsinnig" geworden, welche Anforderungen bei GOCE zu erfüllen waren: Der Satellit besteht aus speziellen Kohlefasern, die sich praktisch nicht ausdehnen oder zusammenziehen, wenn der Satellit im heißen Sonnenlicht fliegt oder im kalten Erdschatten. An Bord gibt es keine beweglichen Teile. Jede Veränderung oder Erschütterung des Satelliten würde die Messungen unmöglich machen. Dabei setzt das Team um Mark Drinkwater in die GOCE-Daten große Erwartungen:

Das Schwerfeld liefert uns viele Informationen über die großräumigen Meeresströmungen und die Prozesse in der Erdkruste. Zudem vermessen wir die generelle Form der Erde auf etwa zwei Zentimeter genau. Diese Daten sind extrem wichtig, um Veränderungen im Klima besser zu erkennen und die Erde global zu vermessen. Zudem verstehen wir dann die Prozesse besser, die zu Vulkanen und Erdbeben führen.

GOCE wird nun noch einmal technisch auf Herz und Nieren geprüft. Im Frühjahr 2008 wird ihn dann eine Rockot-Rakete, eine ehemalige SS-19-Atomrakete, vom russischen Plesetsk aus in eine erstaunlich tiefe Umlaufbahn schießen: GOCE wird nur 250 Kilometer hoch die Erde umkreisen, gut 100 Kilometer tiefer als die Raumstation. Doch nur wenn er so tief fliegt, empfindet GOCE die Erde anziehend genug, um das Schwerefeld so extrem genau zu vermessen.