Wir nutzen Daten von Satelliten in niedriger Erdumlaufbahn (LEO), um unseren Planeten und seine nahen Weltraumumgebung, insbesondere das Erdmagnetfeld, die Ionosphäre und die Thermosphäre, zu beobachten und besser zu verstehen. Diese Daten sind von entscheidender Bedeutung für die Analyse, wie diese Systeme durch die Sonnenaktivität und verschiedene Prozesse im Erdinneren beeinflusst werden. Wir haben und arbeiten weiterhin mit Daten aus speziellen Magnetsatellitenmissionen, entwickeln wissenschaftliche Produkte, erstellen Datenverarbeitungsalgorithmen, tragen zu Kalibrierungs- und Validierungsaktivitäten bei und unterstützen die Missionsplanung. Wissenschaftler des GFZ waren Teil der Teams, die wichtige Missionen wie CHAMP (deutsche Magnetfeldmission unter Leitung des GFZ) und Swarm (Magnetfeldmission der ESA) vorgeschlagen haben. Unsere Aufgaben variierten je nach Mission und reichten von der Konzeptentwicklung und dem Nutzlastdesign der Satelliten bis hin zur langfristigen Datenanalyse und Produktlieferung. Damit haben wir wesentlich dazu beigetragen, die globale Magnetfeldmodellierung und unser Verständnis des erdnahen Weltraums voranzubringen.

Weltraumwetter bezeichnet die sich stetig verändernden Bedingungen in der erdnahen Weltraumumgebung, die in erster Linie durch die Aktivität der Sonne verursacht werden. Sonnenphänomene wie Flares, koronale Massenauswürfe und schnelle Sonnenwindströme können die Magnetosphäre, Ionosphäre und Thermosphäre der Erde stören. Diese Störungen, die zusammen als Weltraumwetter bezeichnet werden, können weitreichende Auswirkungen haben, nicht nur auf weltraumgestützte Technologien wie Satelliten und Navigationssysteme, sondern auch auf die Infrastruktur am Boden.

Wir tragen zur Weltraumwetterüberwachung durch unsere Beteiligung am Space Weather Service Network der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) bei. Wir stellen geomagnetische und ionosphärische Daten und Dienste im Rahmen des SWESNET-Konsortiums bereit, das die voroperativen und Entwicklungsaktivitäten der fünf Expert Service Centres (ESC) des Netzwerks koordiniert. Unsere Beiträge konzentrieren sich auf zwei ESCs: das Ionospheric Weather ESC (I-ESC) und das Geomagnetic Conditions ESC (G-ESC). Für das I-ESC liefern wir ionosphärische Produkte, die aus der Swarm-Mission abgeleitet werden. Zu diesen Produkten gehören die Gesamtelektronengehalt (TEC), die Änderungsrate des TEC (ROT), der TEC-Index (ROTI), die Elektronendichte und der Ionosphärenblasenindex (IBI). Die Überwachung dieser Parameter ist von entscheidender Bedeutung, da Schwankungen in der Ionosphäre insbesondere in Zeiten erhöhter Sonnen- und geomagnetischer Aktivität zu erheblichen Störungen der Satellitenkommunikation, GPS-Signale und Hochfrequenzfunkübertragungen führen können. Diese Datenprodukte tragen zur Verbesserung der Genauigkeit von Ionosphärenvorhersagen bei und unterstützen Strategien zur Minderung der Auswirkungen von Weltraumwetterereignissen. Im Rahmen des G-ESC leisten wir einen Beitrag durch die Bereitstellung geomagnetischer Indizes wie Kp und Hpo sowie deren Derivate. Darüber hinaus liefern wir den Polar Electrojet (PEJ)-Index, Field-Aligned Currents (FAC) und hochauflösende Vektormagnetfelddaten (MAG), die aus der Swarm-Mission gewonnen wurden. Diese Produkte unterstützen die detaillierte Überwachung und Modellierung der geomagnetischen Aktivität und sind für das Verständnis der Magnetosphärendynamik und ihrer Auswirkungen auf bodengestützte und weltraumgestützte Technologien von entscheidender Bedeutung.