Die US-Deutsche GRACE Follow-On Mission, gestartet im Mai 2018, kartographiert mit einer monatlichen Auflösung das Gravitationsfeld der Erde. Die von ihr erzeugten Daten können somit genutzt werden, um die Umverteilung von Wasser auf und unterhalb der Erdoberfläche zu verfolgen. GRACE Follow-On ist dabei die erste Mission, die ein Laserinterferometer für die hochpräzise Messung des intersatelliten-Abstands nutzt – allerdings lediglich als Technologie-Demonstrator. Dieses trägt den Titel „Laser Ranging Interferometer“ oder kurz: LRI. Das Hauptmessinstrument ist ein auf Mikrowellen basierendes System, welches auch bereits auf der vorhergehenden GRACE Mission (2002 – 2017) genutzt wurde.
Im Sommer 2020 wurde unter Beteiligung des DLR Instituts für Satellitengeodäsie und Inertialsensorik eine deutsche Studie zu einer Nachfolgemission für GRACE Follow-On durchgeführt. Der Titel der hier studierten Mission lautet „GRACE-I“. Studiert wurde hier eine Mission mit dem gleichen Hauptziel wie bei GRACE und GRACE Follow-On: die Kartographierung des Gravitationsfelds der Erde. Allerdings sollen im Vergleich deutlich höhere räumliche und zeitliche Auflösungen ermöglicht werden. Zudem wurde vorgeschlagen, ein auf dem LRI basierendes Laserinterferometer als Haupt-Messinstrument einzusetzen. Durch diesen Schritt wird ein neues Redundanz-Konzept erforderlich, dass die verlässliche Operation des Instruments über die gesamte Missionsdauer gewährleistet.
Im Rahmen des Projekts „GRACE-I Optische Bank“, welches am DLR Institut für Satellitengeodäsie und Inertialsensorik durchgeführt wird, wird ein solches neuartiges optisches Redundanzkonzept für die GRACE-I Mission im Labor getestet. Zudem analysieren und testen wir experimentell die Implementierung eines neuartigen Akquisitions-Sensors, der die Herstellung des Laser-Links zwischen zwei um mehrere hundert Kilometer getrennten Satelliten vereinfacht und verlässlicher macht.
Schematische Zeichnung der GRACE-I Optischen Bank inkl. dediziertem Akquisitions-Sensor