GOCE měří hrbolatost Země

19. březen 2009 | 06.00 |

geoidEvropští astronomové budou proměřovat tvar Země. Nejde o nějaký aprílový žert. Snad nikdo si dnes nemyslí, že Země je placka. Dnes však víme, že Země nemá tvar koule. Protože se na různých místech od tohoto tvaru odchyluje, začalo se tomuto tvaru říkat geoid. Pokud se to trochu přežene, mohla by se Země kreslit spíše jako brambora.

Z kosmodromu Pleseck v severozápadním Rusku byla dnes po půl roku trvajících odkladech do kosmu konečně vypuštěna sonda GOCE. Sonda má za úkol zjistit tvar Země přesněji než jej známe dnes. Tunu vážící sonda má k tomu na palubě vysoce citlivé mikroakcelerometry. Ty budou měřit zhruba řečeno, jak moc je sonda přitahována zemskou gravitací. Kde je více hmoty, tam bude sonda více a kde bude pod ní hmoty méně, tam bude přitahována méně. Díky tomu sonda určí, jak moc hrbolatá Země je.

Kdyby zeměkoule byla homogenní koule, tak by na dráze družice nevznikaly žádné poruchy. Dráha družice by byla nerušená elipsa. Vzhledem k tomu, že na Zemi jsou místa s menší a nižší hustotou a tedy i gravitací, tak dráha družice není uzavřená elipsa a vznikají tam poruchy. Tyto poruchy se analyzují a z nich se zpětně odvozují příčiny těchto poruch a mezi ně hlavně patří právě nepravidelný tvar zemského tělesa. Je to plocha na volném oceánu s tím, že jsou zprůměrňovány, čili vyhlazeny vlivy větru a podobné lokální záležitosti.

Na GOCE je principielně nový přístroj, který na družici ještě neletěl. Je to gradientometr – kombinace mikroakcelerometru a ty měří změny zrychlení, které dostává družice z nejrůznějších příčin. – od gravitačních a negravitačních poruch. A právě o ty gravitační poruchy jde. Je to velmi citlivý přístroj až na hraně sci-fi. Představte si, že sněhová vločka padá z nebe na letadlovou loď. Samozřejmě, že každá akce vzbuzuje reakci a tím jak vločka dopadne, udělí letadlové lodi nějaké zrychlení. Asi na této úrovni přesnosti se sleduje pomocí gradientometru gravitační pole země.

GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer) je asi 5 metrů dlouhá, asi 1 metr široká a 1052 kg vážící sonda s osmiúhelníkovým  průřezem. Nejbližší dva roky bude obíhat Zemi po velmi nízké oběžné dráze – jen ve výšce kolem 260 km, kde bude muset překonávat malý, ale vytrvalý vliv řídké atmosféry, proto má na sondu netypický, aerodynamický tvar. Nízká oběžná dráha umožňuje nejpřesnější družicové gravimetrické měření.

Elektrostatický gravitační gradientometr se skládá z tří párů přesných akcelerometrů upevněných na půl metru dlouhých, navzájem na sebe kolmých ramenech. Takové uspořádání zabezpečuje rozdílné pozice vzhledem na gradient gravitačního pole a proto jednotlivé akcelerometry "vnímají" gravitační zrychlení nad danou oblastí zemského povrchu nepatrně rozdílně. Právě pomocí přesného měření těchto rozdílů v gravitačním zrychlení působícím na jednotlivé akcelerometry se určují přesné parametry gravitačního pole Země a jeho nehomogenit.

Jedním z očekávaných výsledků přesných měření gravitačního pole Země bude doposud nejpřesnější geoid – povrch se stejným gravitačním potenciálem. Je to vlastně plocha, která reprezentuje hypotetickou hladinu pokojného, nehybného oceánu, na který by působila pouze gravitace Země se všemi jejími odchylkami. Přesný model geoidu je důležitý pro geodézii, pro studium procesů uvnitř Země, pro výzkum cirkulace vody v oceáne a určování změn ve výšce jeho hladiny, či pro monitorování změn v objemu ledovců a jejich pohybů. Od výsledků se očekávají nové poznatky o dynamice zemské kůry a vrchního pláště. Možná přispějí i k možnosti předpovídat zemětřesení, či sopečnou činnost.

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 0.00 (0x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře