Vermessung der Erde mit Einsteins Hilfe

Erde
Bild: NASA

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) richtet an der Leibniz Universität Hannover den neuen Sonderforschungsbereich „Relativistische Geodäsie und Gravimetrie mit Quantensensoren (geo-Q)“ ein. Die Fördersumme für die ersten vier Jahre soll rund elf Millionen Euro betragen. Ein Sonderforschungsbereich kann maximal zwölf Jahre lang von der DFG gefördert werden.

Im Rahmen des jetzt bewilligten Vorhabens sollen Wissenschaftler des Instituts für Erdmessung der Universität Hannover, des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut) und des Instituts für Quantenoptik sowie der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB ) in Braunschweig und des Zentrums für Angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) in Bremen gemeinsam an den Grundlagen zukunftsweisender Verfahren zur Vermessung der Erde und ihrer ständigen Veränderungen, einschließlich des Klimawandels, forschen.

Den Forschern geht es darum, in neue Bereiche der Bestimmung des Gravitationsfeldes der Erde und der globalen und regionalen Massenverteilung vorzustoßen. Die Messmethoden basieren auf Einsteins allgemeiner und spezieller Relativitätstheorie und auf neuartiger Quantensensorik. Dabei gehen die Methoden an die Grenzen des physikalisch heute Machbaren und darüber hinaus.

Die Anwendungen sind auf mehreren Bereichen alltagsrelevant: Satellitensensoren für die Gravitation sollen künftig Massenveränderungen im Wasserkreislauf und im gesamten System Erde detailliert quantifizieren können und damit wichtige Informationen zum Klimawandel und zur Verfügbarkeit von Wasserressourcen geben. Quantengravimeter für Messungen an der Erdoberfläche sollen ein Hineinzoomen für besonders relevante Regionen ermöglichen und zugleich einen tieferen Einblick in die Gravitation selbst geben.

Schließlich sollen auch ultrapräzise Atomuhren neue Möglichkeiten der Höhenmessung eröffnen – über den Einfluss der Gravitation auf die Zeit. Damit könnten langfristig Grundlagen für ein global einheitliches Höhensystem geschaffen werden. „Wir freuen uns sehr über die Entscheidung der DFG. Die Begutachtung durch internationale Experten hat gezeigt, dass diese Messverfahren mit großer Spannung erwartet werden“, sagt Professor Jakob Flury, der Sprecher des neuen Sonderforschungsbereichs.

Die Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik und des Instituts für Gravitationsphysik der Universität Hannover bringen ihre Expertise bei der Entwicklung laserinterferometrischer Schwerkraftsensoren, der Datenanalyse für Satellitenmissionen und der Messung kleinster Störkräfte in den Sonderforschungsbereich ein. Dies betrifft beispielsweise die Satellitenmission GRACE Follow-On, die im Jahr 2017 in die Erdumlaufbahn starten und von dort das Erdschwerefeld vermessen soll.

„Der neu eingerichtete Sonderforschungsbereich baut auf der Forschung im erfolgreichen Exzellenzcluster QUEST auf“, sagt Prof. Dr. Karsten Danzmann, Direktor am AEI und stellvertretender Sprecher des Sonderforschungsbereichs. „Dies wird die international herausragende Stellung der Leibniz Universität Hannover in den Bereichen Erdvermessung, Gravitationsphysik und Quantenmetrologie weiter festigen.“

Die Entscheidung bezieht sich zunächst auf eine erste Förderperiode von vier Jahren. Vor einer möglichen Verlängerung müssen sich die Projekte dann einer erneuten Begutachtung stellen.

Quellangabe: www.astronews.com

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