INSIGHT-II

Wechselwirkung niedrigfliegender Satelliten mit der umgebenden Thermosphäre und Ionosphäre

Akzelerometermessungen kommen in zwei Hauptgebieten der Erdbeobachtung zu Einsatz, in der Schwerfeldbestimmung und in der Untersuchung der Thermosphäre. Es wurde gezeigt, dass die thermosphärischen Signaturen in den Schwerefeldgradienten der Satellitenmission GOCE auf einen unerwarteten quadratischen Faktor in der Response der Instrumente auf Beschleunigungen, die am Satelliten angreifen, zurückzuführen sind. Es wurde eine Hypothese erarbeitet, die den quadratischen Faktor und andere Störungen, die auf die Instrumente wirken, verknüpfen. Diese Hypothese soll weiter evaluiert, in ersten Experimenten erhärtet werden und die Auswirkungen auf die Schwerefeldbestimmung wie auch die Thermosphäre und Ionosphäre studiert werden. Für die Schwerefeldbestimmung bedeutet dies eine Verbesserung des reinen GOCE Satellitenschwerefeldes da das Rauschen der Gradienten verringert werden und in einer Rekalibrierung alle quadratischen Faktoren bestimmt werden können. Für die Swarm Satellitenmission bedeutet dies eine Steigerung des wissenschaftlichen Nutzens der Akzelerometer, indem Signale hoher Amplitude in Zeiten ionosphärischer Stürme zur Anwendung kommen. Eine ausgefeilte Prozessierungsstrategie ist von Nöten um die Instrumentendaten nutzbar zu machen. Durch die Schätzung der Unsicherheiten der Neutraldichtedaten kann auf die Qualität dieser zurückgeschlossen werden. Durch die Assimilierung der Neutraldichtedaten in physikalisch basierten Ionosphären-Thermosphären-Kopplungsmodellen kann die Dynamik der Ionosphäre in Zeiten von Stürmen untersucht werden. Da die Validierung der erhaltenen Modelle eine wichtige Aufgabe darstellt, wird ein umfangreiches Evaluierungskonzept erarbeitet für das ein empirisches Ionosphärenmodell weiter ausgearbeitet wird.

Das DLR Institut für Kommunikation und Navigation (KN) trägt zu diesem Projekt mit der Weiterentwicklung und Analyse des Coupled Thermosphere Ionosphere Electrodynamics (CTIPe) Modells bei. KN verfolgt die folgenden Ziele:

Validierung von CTIPe Rekonstruktionen mit Swarm-, CHAMP- und GRACE-Daten und dem Vergleich zu Thermosphärenmodellen.
Untersuchung der antreibenden Dynamiken von Ionosphärenstürmen in mittleren Breiten, die von verschiedenen Sonnenwindbedingungen resultieren, wie koronalen Massenauswürfen (CME), schnellen Sonnenwindströmen (HSS), magnetischen Wolken (MC) und co-rotierenden Interaktionsregionen (CIR).
Entwicklung eines neuen Ansatzes zur Annäherung der Ungenauigkeiten der Swarm Neutralgasdichtemessungen

Laufzeit

Sep. 2018 – Aug. 2021

Geldgeber und Projektbudget