GPS-Signale für Umweltmessungen wiederverwerten

US-Ingenieure wollen Satellitensignale, die der Positionsbestimmung auf der Erde gedient haben, noch einmal "recyceln". Aus der Reflexion der Signale an der Erdoberfläche oder den Ozeanen lesen die Forscher Klima- und Umweltdaten ab. Dabei könnten sie, im Unterschied zu herkömmlichen Techniken zum Sammeln von Umweltinformation, auf eigene Sendestationen verzichten. Die Kombination aus Empfangssystem und Auswertungstechnik benötigt nur rund ein Zehntel des Gewichts und der Energieversorgung bestehender Systeme - ein großer Vorteil für die Unterbringung an Bord von Flugzeugen oder Satelliten.

James Garrison, früherer NASA-Forscher und Luft- und Raumfahrt-Professor an der Purdue University, entwickelte die "Nachnutzung" der GPS-Signale gemeinsam mit NASA-Ingenieur Stephen Katzberg. "Die GPS-Satelliten senden ihre Signale vierundzwanzig Stunden lang rund um die Welt", so Garrison, "also bekommen wir den Sender umsonst." Die Mikrowellen-Signale des Global Positioning System (GPS) dienen als Leitpfosten zur Orientierung auf der Erde. Wenn dieselben Signale von Land oder Wasser reflektiert werden, erklärt Garrison, lassen sich daran Umweltbedingungen auf der Erde ablesen.

Besonders Wasser ist ein guter Reflektor für die Mikrowellen, sodass Forscher im Detail untersuchen könnten, wie die Windmuster über den Weltmeeren die globalen Luftströmungen und damit das Weltklima beeinflussen. Im Unterschied zu einigen herkömmlichen Messeinrichtungen liefert das System auch bei hoher Luftfeuchte gute Daten, etwa bei Unwettern. Zudem benötigt es keine komplizierten Kalibrierungen, und seine Konstruktion macht es nicht nur für den Einsatz auf Satelliten geeignet, wo niedriger Energiebedarf ein großer Vorteil ist. "Die kleine Größe und niedrige Kosten der Instrumentation machen einen Einsatz in Ballons und kleinen Flugzeugen sehr erschwinglich", so Garrison. Er wird die Technik am 13. Juli auf dem International Geoscience and Remote Sensing Symposium im australischen Sydney präsentieren.

Erste Tests im Flugzeug hat die Technik erfolgreich bestanden. Die "aussagekräftigen Daten" wollen die Forscher jetzt nutzen, um das System für den Einsatz in Satelliten zu optimieren. Für die Zukunft arbeiten sie an einer neuen Version der Technik, die auf die herkömmliche GPS-Navigationshardware verzichtet: Software soll all ihre Funktionen übernehmen, sodass das System noch vielfältiger einsetzbar wird. (Dörte Saße) / (wst)