FormoSat-7 (COSMIC-2)

FormoSat-7 oder COSMIC-2 (Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere, and Climate) ist die mit der Kurzbezeichnung FS-7/C-2 versehene Nachfolgemission der gemeinsamen FormoSat-3 / COSMIC-Mission von Taiwan (NSPO) und den Vereinigten Staaten (NOAA), bei der eine Konstellation von 6 Fernerkundungssatelliten (12 nach ursprünglicher Planung) Atmosphärendaten zur Wettervorhersage erheben und die Ionosphäre, das Klima und das Schwerefeld erforschen soll. Die Mission soll die Datenkontinuität zur ersten Mission gewährleisten und dabei deutlich mehr Atmosphärensondierungen vornehmen, da sie die Signale von drei Navigationssystemen (GPS, GLONASS, Galileo) nutzen kann, gegenüber nur einem (GPS) bei COSMIC. Die Plattformen wurden von SSTL geliefert.

COSMIC-2-Daten werden bei allen Wetterbedingungen über Land und Meer gesammelt. Mit der Technik der Radio-Okkultation erhalten die Wissenschaftler nahezu in Echtzeit eine Momentaufnahme der atmosphärischen Bedingungen, einschließlich:

• Temperatur
• Luftdruck
• Dichte
• Wasserdampfgehalt (Luftfeuchtigkeit)
  

Die Bedeutung dieser Datenerhebungen

• Globale Abdeckung mit tropischen Daten
  Mit einer Neigung von 24 Grad nimmt die COSMIC-2-Konstellation häufig Messungen in der Region vor, in der sich tropische Stürme bilden.
• Verbesserte Wettervorhersagemodelle
  Es hat sich gezeigt, dass die COSMIC-2-Beobachtungen die Genauigkeit der Wettervorhersagemodelle verbessern.
• Hochauflösende Wasserdampfdaten
  Diese neuen Daten helfen Meteorologen, Hurrikane, Taifune und andere Stürme besser zu beobachten, zu erforschen und vorherzusagen.
• Weltraum-Wetterbeobachtung
  Die Möglichkeit, die Auswirkungen von Sonneneruptionen und anderen Weltraumwetterereignissen zu überwachen, verlängert die Vorlaufzeit für die Erkennung von Ereignissen, die unsere Stromnetze gefährden könnten.
• Globale Temperatur- und Klimaüberwachung
  Hochgenaue tropische Temperaturmessungen helfen uns, langfristige Schwankungen des Erdklimas besser zu verstehen. COSMIC-2-Daten können auch zum Testen und Verbessern von Klimamodellen verwendet werden.

Die COSMIC-Satelliten umkreisen den Äquator mit einer Geschwindigkeit von ca. 27358,8 km pro Stunde und verwenden eine Technik namens Radio-Okkultation, um Informationen über die Atmosphäre unseres Planeten zu sammeln.

Die Funktionsweise:

Satelliten des Global Positioning System (GPS) senden ständig Signale an Empfänger auf der Erde, aber diese Signale werden unterwegs verzerrt, weil sich die Dichte der Erdatmosphäre mit der Höhe ändert. Die COSMIC-2-Satelliten können kleine Biegungen in diesen Signalen erkennen und messen, kurz bevor sie vom Erdhorizont abgeschnitten werden. Die Messungen, die während des dreiminütigen Zeitraums vor der Unterbrechung des Funksignals durchgeführt werden, werden als Radio-Okkultation bezeichnet, und diese Daten liefern den Wissenschaftlern nahezu in Echtzeit Informationen über die Erdatmosphäre, einschließlich Bedingungen wie Temperatur, Druck, Dichte und Wasserdampf.

COSMIC-2 - Radiookkultation Quelle: NOAA NEDIS

Die Satelliten fliegen so, dass sie vor allem Daten am Äquator bis hin zu den mittleren Breiten liefern. Das wichtigste Ziel ist es, die Taifun-Vorhersage zu verbessern. Taiwan beispielsweise ist im Schnitt vier bis fünf schweren Taifunen pro Jahr ausgesetzt. Und auch für Untersuchungen zum Weltraumwetter ist der äquatornahe Bereich sehr wichtig.

Wissenschaftler am GFZ nutzen Radiosignale von Navigationssatelliten, die ursprünglich zur Positionsbestimmung gedacht sind, um geophysikalische Eigenschaften der Atmosphäre und der Erdoberfläche zu bestimmen. Die Radiosignale sind sehr genau und müssen nicht aufwändig kalibriert werden, wie es bei vielen anderen Messverfahren der Fall ist. Bei ihrem Weg durch die Atmosphäre werden die Signale verändert. Diese Veränderung wird analysiert und leiten daraus beispielsweise der Wasserdampfgehalt oder die Temperatur abgeleitet.

Im Vergleich zu COSMIC-1 sind die Satelliten größer, die Empfänger sind deutlich besser und auch die Signalstärke der Daten, die die Satelliten zur Erde schicken, ist viel höher.

Die Satelliten hatten eine Startmasse von jeweils 277 kg, ihre Maße betragen 1,25 m × 1 m × 1,25 m (L x B x H). Sie bewegen sich in 520-550 km Höhe mit einer Inklination von 24° auf einer sonnensynchronen Umlaufbahn. Der Start erfolgte am 25. Juni 2019 mit einer Falcon Heavy-Rakete vom Kennedy Space Center aus.

Weitere Informationen:

• COSMIC Program Office (UCAR)
• COSMIC-2 (NESDIS)
• FormoSat-7 (eoPortal)