GRAZIL

Ausgangssituation / Motivation

Als einziger natürlicher Trabant unseres Heimatplaneten kommt dem Erdmond besondere Bedeutung unter den Himmelskörpern zu. Aufgrund geringer geologischer Aktivität lassen sich mit dem Wissen um die physikalische Natur des Mondes Rückschlüsse auf die Evolution der Erde und des Sonnensystems ziehen.

Eines der eindrucksvollsten Beispiele sind die beträchtlichen positiven Schwereanomalien an der Mondoberfläche, die von großen Einschlägen her rühren und einen tiefen Blick in die Krustenstruktur terrestrischer Planeten (im Sonnensystem sind dies Merkur, Venus, Erde und Mars) erlauben.

Die Nähe zur Erde bringt es mit sich, dass in der Planetologie der Mond nicht nur aus Sicht der Evolution im Fokus liegt, sondern auch im Hinblick auf Landung von Menschen auf einem extra-terrestrischen Himmelskörper, oder gar dessen Besiedlung. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt sind noch viele Fragen in den Mondwissenschaften unbeantwortet. Deshalb sprechen sich Raumfahrtagenturen weltweit für das fortführende Investment in diesen Bereich aus.

Dem lunaren Schwerefeld kommt zur Erforschung des Mondes eine Schlüsselstellung zu. Das Schwerefeld ist sensitiv gegenüber der Zusammensetzung eines Körpers, seiner Dichtestruktur und Rotation. Darüber hinaus dominiert das Schwerefeld die Kraft, welche auf eine Testmasse im Außenraum des Körpers wirkt, was essentielle Relevanz für das Design von Satellitenbahnen und die Navigation von Raumsonden mit sich bringt.

Mit der Gravity Recovery And Interior Laboratory (GRAIL) Mission wurde erstmalig ein planetares Satellitenprojekt realisiert, das ausschließlich der Bestimmung des Schwerefeldes gewidmet ist. Die GRAIL Daten erlauben die Rekonstruktion des Mondschwerefeldes mit noch nie dagewesener Genauigkeit und Auflösung.

Geophysikalische Größen können gemeinsamen mit den Schwerefeldparametern geschätzt werden. Aufgrund des Fehlens zweckmäßiger seismischen Daten agieren diese Größen als fundamentale Randbedingungen zur Bestimmung des Zustandes und der Größe des Mondkerns.

Inhalte und Zielsetzungen

Das Ziel des Projektes GRAZIL ist die Ableitung hochgenauer Schwerefeldinformation aus den Daten der GRAIL Mission. Zu diesem Zweck kommt präzise Bahnbestimmung in Kombination mit einer in den Mondwissenschaften neuartigen Analysemethode zur Anwendung. Bei letzterer handelt es sich um die adaptierte Version einer Technik, die für die Bestimmung des Erdgravitationsfeldes entwickelt und sehr erfolgreich eingesetzt wurde.

Besonderes Augenmerk liegt auf dem lang- bis mittelwelligen Spektrum und der Separation zwischen Schwerefeldparametern und geophysikalischen (Deformations-)Parametern.

Projektleitung

Österreichische Akademie der Wissenschaften

Projektpartner:innen

Technische Universität Graz

Österreichische Akademie der Wissenschaften
Dr. Ignaz Seipel-Platz 2
A-1010 Wien
Web: www.oeaw.ac.at