GOCE staat voor 'Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer'. Het is de eerste van een aantal missies die door ESA gedefinieerd zijn in het kader van het 'Living Planet'-programma en is een van de hoekstenen ten behoeve van het aardonderzoek vanuit de ruimte.
Doel van de GOCE-missie is het meten van het zwaartekrachtveld van de aarde om zo een 'geoïde' te bepalen met een zo hoog mogelijke nauwkeurigheid en resolutie.
GOCE artist's impression
De geoïde is het vlak bij gemiddeld zeeniveau waar overal dezelfde zwaartekrachtpotentiaal heerst. Met elkaar verbonden vormen ze een gekromd, onregelmatig gevorm oppervlak. Het volgt een hypothetisch wateroppervlak in ruste zonder stromingen of getijden. De geoïde wordt vaak gebruikt als referentievlak waar hoogtemetingen aan worden gerelateerd.
Klimaatveranderingen hebben invloed op zaken als golfstromingen, veranderingen in de hoogte van de zeespiegel en beweging van de ijsschollen. Hoe nauwkeuriger de geoïde kan worden bepaald over het hele aardoppervlak, des te beter veranderingen van deze natuurverschijnselen door de tijd heen kunnen worden afgeleid.
De geoïde wordt gebruikt als referentievlak van waaruit topografische karakteristieken van onze aarde in kaart gebracht kunnen worden. Betere kennis van afwijkingen in het zwaartekrachtveld wetenschappers helpen om beter te begrijpen wat zich afspeelt in het binnenste van onze planeet. Daarbij moet bijvoorbeeld worden gedacht aan de fysische processen en de stromingen die gepaard gaan met vulkanische activiteit en aardbevingen, maar ook over het rijzen van de landmassa's na een ijstijd.
De belangrijkste doelen van de missie:
- Het bepalen van (afwijkingen in) het zwaartekrachtveld met een nauwkeurigheid van 0.000001 m/s2
- Het bepalen van de geoïde met een nauwkeurigheid van 1-2 cm
Om dat te kunnen bewerkstelligen is de satelliet uitgerust met de volgende hoofdkenmerken:
- Een slanke, stijve achthoekige satellietstructuur van ~ 5 m lang en een diameter van 1 m
- Stijve zonnepanelen zonder bewegende delen en/of scharnieren
- Een gradiometer bestaande uit drie paren van 3-assige, servo-gestuurde, capacitieve versnellingsmeters
- Een 12-kanaals GPS ontvanger van geodetische kwaliteit
- Een Laser retro-reflector om lasers op aarde in staat te stellen om de satelliet zeer nauwkeurig te volgen
GOCE solar array acoustic noise test
Dutch Space was verantwoordelijk voor de GOCE zonnepanelen die enkele unieke eigenschappen in zich combineerde. De vier 'body-mounted' panelen en twee 'vleugels' (ieder zo'n 5,0 x 0,5 m2) leveren samen ongeveer 2 kW aan elektrisch vermogen gedurende de 20 maanden durende missie. Met name de vleugels vormden een technische uitdaging omdat zeook nog als dragende structuur dienen voor de S-band en GPS-antennes en enkele zonnesensoren met al hun bekabeling. Ook moeten ze zeer stijf en stabiel zijn om de metingen door de 'nuttige lading' (de versnellingsmeters) niet te verstoren. Tenslotte draait de satelliet op een hoogte van ~250 km zijn banen om de aarde en daarom moeten met name de zeer fragiele zonnepanelen beschermd worden door speciale materialen in de vorm van folies en coatings tegen de zeer agressieve zuurstof moleculen die zich nog in zeer lage concentraties op die hoogte bevinden.
ESA's gravity mission GOCE
