Kosmiczny duet śledzi ruchy wody

Dwa bliźniacze satelity teledetekcyjne GRACE-FO okrążają Ziemię kilkanaście razy na dobę po orbicie biegunowej. Poruszają się na wysokości ok. 500 km w odległości 220 km od siebie. Tandem poleciał na orbitę w 2018 r., aby kontynuować zadania pierwszej pary z amerykańsko-niemieckiej misji GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment), która w 2017 r. przeszła na emeryturę.

Zarówno ta nowa misja, jak i poprzednia miały jeden cel: wyszukiwanie anomalii grawitacyjnych na Ziemi. Zadanie jest realizowane poprzez bardzo precyzyjne i ciągłe mierzenie odległości pomiędzy kosmicznymi bliźniakami. Zmiany tego dystansu pozwalają na uzyskanie dokładnego obrazu ziemskiego pola grawitacyjnego, w tym jego odchyleń od średniej. Może się to przydać np. do monitorowania ruchów mas wody (a także lodu) na powierzchni planety. Satelity natychmiast wykrywają każdą nadwyżkę nagromadzonej wody w oceanie, w czapie lądolodu i we wnętrzu skał. Ujawnia się ona jako anomalia grawitacyjna. Im dokładniejszy jest pomiar odległości pomiędzy sondami, tym lepsze są efekty takiego kosmicznego monitoringu.

Dotychczas dystans między bliźniakami mierzono za pomocą mikrofal, uzyskując doskonałą, jak się wydawało, dokładność, wynoszącą ok. 10 µm. Ale zawsze można coś poprawić. Misję GRACE-FO wyposażono również w interferometr laserowy, ustalający wzajemną pozycję sond z dokładnością mierzoną w dziesiątkach nanometrów, a więc mniej więcej 1000 razy lepszą niż w przypadku mikrofal. Wyniki pierwszych testów tego nowego instrumentu, wykorzystującego zjawisko interferencji fal, opublikowano w marcu br. w „Journal of Geophysical Research: Solid Earth”.