Champ © GeoForschungsZentrum Potsdam

Ein Wissenschaftssatellit der besonderen Art mit dem bezeichnenden Namen "Champ" ist im Juli 2000 gemeinsam vom Geoforschungszentrum Potsdam (GFZ) und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt ins All geschossen worden.

Champ steht für Challenging Minisatellite Payload. Obwohl es sich um einen kleinen Minisatelliten handelt, hat seine Mission herausragende Bedeutung: Er observiert aus einer Höhe von 460 Kilometern das Gravitations- und Magnetfeld der Erde. Dadurch sollen neben den räumlichen Verteilungen beider Felder auch zeitliche Veränderungen aufgedeckt werden. Mit seinen vielfältigen Instrumenten vermisst er Vertiefungen und Erhöhungen in der Erdoberfläche, die durch unterschiedliche Masseverteilung im Erdinneren verursacht werden. Außerdem soll er Wettervorhersagen präzisieren, indem er die Atmosphäre und Ionosphäre der Erde analysiert. Diese Messungen laufen in Kooperation mit den Satelliten des GPS-Systems ab. Ihre Signale brechen sich in verschiedenen Schichten der Atmosphäre und Ionosphäre, dabei werden Informationen zu Temperatur, Luftfeuchtigkeit und elektrischer Ladung gesammelt.

Geoidhöhen © GeoForschungsZentrum Potsdam

Um Wettervorhersagen aufstellen zu können, müssen die Meteorologen die vertikale Verteilung von Temperatur und Wasserdampf in der Erdatmosphäre kennen. Diese wurden bisher üblicherweise mit Wetterballons ermittelt. Da diese immer nur an wenigen Orten der Erde und mit großem zeitlichen Abstand eingesetzt werden, sind die Lücken in der Bestimmung der Vertikalstruktur der Atmosphäre riesig.

An dieser Stelle hat Champ seinen großen Auftritt. Indem er die Positionssignale eines am Horizont untergehenden GPS-Satelliten empfängt, kann er durch die Brechung dieses Signals in der Atmosphäre alle relevanten Daten zu Temperatur und Luftfeuchtigkeit bestimmen, denn von diesen Parametern hängt die Brechung auch ab. Da der Minisatellit alle 93 Minuten die Erde umrundet, können diese Messwerte global gewonnen werden und so die Löcher im bisherigen Messnetz stopfen. Mit Hilfe des Geoforschungssatelliten konnten auch an Eis- und Ozeanoberflächen reflektierte GPS-Signale empfangen werden, woraus sich neue Möglichkeiten der Kartierung des polaren Eises, der Überwachung der Ozeane und der globalen Windsysteme ergeben.