Eine SpaceX Falcon 9 Rakete startet den NASA-Erdbeobachtungssatelliten PACE am 8. Februar 2024 (Bildnachweis: NASA TV)
Der neueste Erdbeobachtungssatellit der NASA hat es vom Hackklotz bis in die Umlaufbahn geschafft.
Die fast 1 Milliarde Dollar teure PACE-Mission, die die Trump-Administration viermal zu stornieren versuchte, startete heute früh (8. Februar) an der Spitze einer SpaceX Falcon 9-Rakete vom Weltraumbahnhof Cape Canaveral in Florida.
Nach dem Start wird PACE wichtige Beobachtungen der Erdatmosphäre und des Klimas machen und Wissenschaftlern ermöglichen, den Zustand unserer Ozeane wie nie zuvor zu beurteilen.
„Was mich am meisten freut, ist, dass PACE unser Verständnis darüber, wie unsere Ozeane funktionieren und wie sie mit dem breiteren Erdsystem zusammenhängen, so tiefgreifend verbessern wird“, sagte Karen St. Germain, Direktorin der Earth Science Division der NASA, während eines Briefings vor dem Start am Sonntag (4. Februar).
„PACE wird uns die Biologie der Ozeane in einem Maßstab zeigen, den wir noch nie zuvor gesehen haben“, fügte sie hinzu.
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Ein reibungsloser, schneller Start
Die Falcon 9 hob heute um 1:33 Uhr EST (0633 GMT) vom Space Launch Complex 40 in Cape Canaveral ab, nachdem es wegen schlechten Wetters mehrere Tage lang zu Verzögerungen gekommen war.
Etwa 7,5 Minuten nach dem Start setzte die erste Stufe der Rakete in der Landezone 1, einer SpaceX-Einrichtung am Kap, senkrecht auf. Laut einer Missionsbeschreibung von SpaceX war dies der vierte Start und die vierte Landung für diese spezielle Rakete.
Nur fünf Minuten später brachte die Oberstufe der Falcon 9 PACE (die Abkürzung steht für Plankton, Aerosol, Cloud, Ocean Ecosystem) in eine sonnensynchrone Umlaufbahn (SSO) in einer Höhe von etwa 677 Kilometern (420 Meilen) über der Erde – etwa 70 % höher als die Internationale Raumstation fliegt.
Bei SSOs, die die Pole der Erde überfliegen, sehen die Satelliten jeden Fleck der Erde jeden Tag zur gleichen Sonnenzeit. Die Beleuchtungsbedingungen sind daher gleichmäßig, so dass die Raumfahrzeuge Veränderungen auf der Erdoberfläche leichter überwachen oder erkennen können. Aus diesem Grund sind SSOs beliebte Ziele für Wetter- und Spionagesatelliten.
PACE ist übrigens die erste Mission der US-Regierung, die seit dem 30. November 1960 von Florida aus in eine polare Umlaufbahn gestartet ist. An diesem Tag startete eine Thor Able Star-Rakete auf einer solchen Flugbahn, scheiterte jedoch und ließ Trümmer auf Kuba niederregnen, von denen einige offenbar eine Kuh töteten. Anstatt weitere Zwischenfälle zu riskieren, beschlossen die USA, alle nachfolgenden polaren Starts von der Vandenberg Air Force Base (heute Vandenberg Space Force Base) in Kalifornien aus durchzuführen – bis jetzt.
Das heißt, dass PACE nicht die erste Mission jeglicher Art war, die in den letzten sechs Jahrzehnten von Floridas Space Coast aus in die polare Umlaufbahn gestartet ist: SpaceX hatte 11 solcher kommerziellen Missionen durchgeführt, bevor es PACE auf den Weg schickte.
NASA’s PACE Erdbeobachtungssatellit wird am 8. Februar 2024 von der Oberstufe seiner SpaceX Falcon 9 Rakete abgesetzt. (Bildnachweis: NASA TV)
Die Farbe des Ozeans
PACEs Betreuer werden nun daran arbeiten, den 3,2 Meter (10,5 Fuß) langen Satelliten und seine verschiedenen Untersysteme auf Vordermann zu bringen. Danach kann der Satellit seine wissenschaftliche Arbeit aufnehmen.
Diese Arbeit wird von drei Instrumenten erledigt. Eines davon, ein Spektrometer namens Ocean Color Instrument (OCI), wird die vielen Farbnuancen des Ozeans sehr detailliert und in einem noch nie dagewesenen Bereich vom nahen Infrarot bis hin zum Ultraviolett erfassen.
Diese Farben werden durch die Wechselwirkung des Sonnenlichts mit Partikeln im Meerwasser bestimmt, wie z. B. das Chlorophyll, das von photosynthetischem Plankton, der Basis des marinen Nahrungsnetzes, produziert wird. Laut den Mitgliedern des PACE-Teams wird das OCI also einiges über die Gesundheit und den Zustand der Meeresökosysteme verraten.
„Die beispiellose spektrale Abdeckung von PACE wird die allerersten globalen Messungen zur Identifizierung der Zusammensetzung der Phytoplankton-Gemeinschaft liefern“, schreiben NASA-Beamte in einer Beschreibung der PACE-Mission. „Dies wird unsere Fähigkeit, die sich verändernden Meeresökosysteme der Erde zu verstehen, natürliche Ressourcen wie die Fischerei zu verwalten und schädliche Algenblüten zu erkennen, erheblich verbessern.“
Die beiden anderen Instrumente des Satelliten sind Polarimeter. Sie messen, wie die Schwingung des Lichts in einer Ebene, die so genannte Polarisation, durch den Durchgang durch den Ozean, die Wolken und die Aerosole (Schwebeteilchen in der Atmosphäre) beeinflusst wird.
„Die Messung der Polarisationszustände von UV- bis kurzwelligem Licht in verschiedenen Winkeln liefert detaillierte Informationen über die Atmosphäre und den Ozean, wie z. B. die Partikelgröße und -zusammensetzung“, schreiben NASA-Beamte in der Missionsbeschreibung.
Die Beiträge von PACE zur Erd- und Klimawissenschaft werden also zahlreich und vielfältig sein, betonen Beamte der Behörde.
„PACE wird mehr Informationen über die Ozeane und die Atmosphäre liefern, einschließlich neuer Möglichkeiten zu untersuchen, wie der Ozean und die Atmosphäre Kohlenstoff austauschen“, sagte Kate Calvin, die leitende Wissenschaftlerin und leitende Klimaberaterin der NASA, während des Briefings am Sonntag.
„Zusätzlich zu den Informationen, die PACE liefern wird und die uns helfen, das langfristige Klima zu verstehen, wird PACE uns auch Informationen über die Ozeane und die Luftqualität liefern, die den Menschen heute helfen können“, fügte sie hinzu.
PACE hat auf dem Weg zur Startrampe einige Widrigkeiten überstanden. So versuchte die Regierung von Präsident Donald Trump bei vier verschiedenen Gelegenheiten, die Mission in ihren Haushaltsvorschlägen für die Jahre 2018, 2019, 2020 und 2021 zu streichen. Doch der Kongress stellte jedes Mal die erforderlichen Mittel bereit und bewahrte PACE so vor der Streichung.
Die Mission hat auch mit Verzögerungen und Kostenüberschreitungen zu kämpfen. Im Jahr 2014 setzte die NASA den Gesamtpreis der Mission auf 805 Millionen Dollar fest, wobei der Start für 2022 geplant war. Die Kosten sind jedoch auf 948 Millionen Dollar gestiegen.
Aber das Warten und das Geld werden sich lohnen, so St. Germain, der PACE mit dem James-Webb-Weltraumteleskop, dem Flaggschiff der NASA, verglich.
„Es wird uns etwas über die Ozeane lehren, so wie das Webb uns etwas über den Kosmos lehrt“, sagte sie.
