Jason-2 / OSTM

Die Ocean Surface Topography Mission (OSTM) auf dem Satelliten Jason-2 war eine 2008 gestartete internationale Erdbeobachtungsmission, die die Messungen des Meeresspiegels fortsetzte, die 1992 zunächst mit der Mission Topex/Poseidon begonnen und 2001 mit der Mission Jason-1 weitergeführt wurden.

Am 1. Oktober 2019 wurde die wissenschaftliche Mission von Jason-2/OSTM erfolgreich beendet. Die NASA und ihre Missionspartner trafen diese Entscheidung, nachdem sie eine Verschlechterung des Energiesystems der Raumsonde festgestellt hatten.

Wie seine zwei Vorgänger setzte OSTM/Jason-2 hochpräzise Ozean-Altimetrie ein, um die Entfernung zwischen dem Satelliten und der Meeresoberfläche bis im Bereich von wenigen Zentimetern zu bestimmen. Diese sehr genauen Beobachtungen der Höhenvariationen des Meeresspiegels - auch als Meerestopographie bezeichnet - lieferten Informationen über den globalen Meeresspiegel, die Geschwindigkeit und die Richtung von Meeresströmungen und über die im Ozean gespeicherte Wärme. Wissenschaftler gehen davon aus, dass die lange Datenreihe mit den Poseidon-Altimetern entscheidend zum Verständnis der Beziehung zwischen Meereszirkulation und globaler Klimaänderung beiträgt.

Jason-2 Quelle: NASA

Jason-2 benutzte dieselbe nicht-sonnensynchrone Umlaufbahn wie Jason-1. Der Satellit befand sich in 1.336 km Höhe auf einem kreisförmigen, nicht-sonnensynchronen Orbit mit einer Inklination von 66 ° gegenüber dem Erdäquator. Damit vermochte er innerhalb von 10 Tagen 95 % des eisfreien Ozeans zu beobachten. Jason-1 war in seiner aktiven Zeit gleichzeitig auf der gegenüberliegenden Seite der Erde und überflog die gleiche Region, die Jason-2 fünf Tage vorher beobachtet hatte. Diese abgestimmte Tandemmission lieferte die doppelte Menge von Messungen der Ozeanoberfläche und machte so auch kleinerskalige Erscheinungen wie Ozeanwirbel sichtbar.

OSTM/Jason-2 sollte für die Ozeanaltimetrie den Übergang schaffen vom Einsatz in der Forschung hin zur operationellen Anwendung. Jason-2 war ein Programm in internationaler Partnerschaft mit Organisationen wie EUMETSAT, CNES, NASA und NOAA. Die Fortführung der Messreihen ist auch in der weiteren Zukunft gewährleistet, da Jason-3 2016 bei gleichem Organisationsrahmen und vergleichbarer technischer Ausstattung gestartet wurde.

Das Höhenmesssystem von Jason-2 Aus einer Höhe von 1336 Kilometern über der Erde messen die Altimeter-Satelliten die Höhe der Meeresoberfläche direkt unter dem Satelliten mit einer Genauigkeit von 4-5 Zentimetern. Da die Satelliten auf ihrer Umlaufbahn jede Sekunde mehr als 7 Kilometer zurücklegen, überfliegen sie die Weltmeere alle 10 Tage (die "Wiederholungsperiode" der Satellitenumlaufbahn). Die genaue Bestimmung der Meereshöhe erfolgt, indem zunächst die genaue Höhe des Raumfahrzeugs über dem Erdmittelpunkt bestimmt wird. Dies wird durch eine Technik erreicht, die als "precise orbit determination" (POD) bezeichnet wird und bei der die Informationen über die Satellitenverfolgung der wichtigste Bestandteil sind. Quellen: NASA

Altimetriedaten haben eine großes Nutzungsspektrum, das von der Grundlagenforschung in der Klimatologie bis zur Schiffsroutenplanung reicht:

• Klimaforschung: Altimetriedaten werden in Computermodelle eingespeist, um Veränderungen der Temperaturverteilung in den Ozeanen, ein Schlüsselelement des Klimasystems, zu verstehen und vorherzusagen.
• El Niño- und La Niña-Vorhersage: Das Verstehen lernen der Muster und Auswirkungen von Klimaphänomenen wie ENSO hilft mit, die verheerenden Effekte von Überschwemmungen und Dürren vorherzusagen und abzumildern. Seit 1997 werden Daten der Satellitenaltimetrie im operationellen Analyse- und Vorhersagesystem der NOAA verwendet. El Niño-Ereignisse gelten als dominierende Kraft im Pazifik.
• Vorhersage von tropischen Wirbelstürmen: Altimeterdaten liefern Informationen über die in den Ozeanen gespeicherte Wärme, welche verfügbar ist um tropische Zyklonen anzutreiben und zu verstärken. Folglich werden Altimeterdaten und Satellitendaten der ozeanischen Winde integriert in Atmosphärenmodelle zur verbesserten Aussage über den Verlauf der Hurrikansaison und die Stärke der einzelnen Stürme.
• Schiffsroutenplanung: Karten von Strömungen, Wirbeln und Vektorwinden (Wind mit Richtung und Stärke) werden in der Handels- und Freizeitschifffahrt sowie von der Militärschifffahrt zur Routenoptimierung eingesetzt, über und ggf. unter Wasser.
• Offshore-Aktivitäten: Kabelleger und Offshore-Ölaktivitäten benötigen eine genaue Kenntnis von den ozeanischen Zirkulationsmustern um die Einflüsse von starken Strömungen zu minimieren. Die Daten tragen so zur Sicherheit und Effizienz und letztlich zur Kosteneinsparung bei.
• Meeressäuger-Forschung: Pottwale, Robben und andere marine Säugetiere können im Bereich der nährstoff- und planktonreichen Ozeanwirbel aufgespürt und erforscht werden.
• Fischereiwirtschaft: Satellitendaten helfen beim Aufspüren von Ozeanwirbeln, die eine erhöhte Konzentration von Organismen der marinen Nahrungskette mit sich bringen und damit auch Fische und Fischer anlocken.
• Erforschung von Korallenriffen: Fernerkundungsdaten werden verwendet zur Überwachung und zur Bewertung von Korallenriff-Ökosystemen, die sensibel auf Veränderungen der Ozeantemperaturen reagieren.
• Aufspüren von ozeanischem Müll: Mit Hilfe von Altimetrie können gefährliche Materialien wie treibende und teilweise versunkene Fischnetze, Holzstämme und Schifftrümmer geortet werden.
• Bangladesh, ein Land, das in seiner kurzen Geschichte katastrophale Überschwemmungen seiner Flüsse mit tausenden von Toten erfahren musste, benutzt jetzt von Jason-2 gelieferte Flusspegeldaten für sein Hochwasservorhersage- und -warnsystem. Im Jahr 2014 hat das System die längste bislang in diesem Land erreichte Vorwarnzeiten für Hochwasserwarnungen erreicht.

Weitere Informationen:

• Ocean Surface Topography from Space (JET, NASA)
• Ocean Surface Topography Mission (NOAA)
• OSTM/Jason-2-Profil im CEOS EO Handbook (CEOS / ESA)
• Jason-2 (eoPortal Directory)
• OSTM/Jason-2 Fact Sheet (NASA)
• OSTM/Jason-2 Press Kit (NASA)
• Satellite Altimetry Factsheet (EUMETSAT)