Ett par avancerade amerikanska/tyska jordforskningssatelliter med några mycket stora skor att fylla är nu vid Kaliforniens Vandenberg Air Force Base för att påbörja de sista förberedelserna för uppskjutning nästa vår.

Efter en årslång testkampanj av satellittillverkaren Airbus Defence and Space vid IABG i Ottobrunn, nära München, Tyskland, de dubbla satelliterna Gravity Recovery och Climate Experiment Follow-On (GRACE-FO) lastades ombord på ett flygfraktfartyg på Münchens flygplats den 11 december och anlände till uppskjutningsplatsen på Kaliforniens centrala kust på tisdag, 12 dec. GRACE-FO kommer att ge kontinuitet till jordens klimatdatapost för den extremt framgångsrika föregångaren GRACE, som avslutade sitt vetenskapsuppdrag i oktober efter mer än 15 år i omloppsbana.

GRACE-FO kommer att förlänga GRACEs arv av vetenskapliga landvinningar, som sträcker sig från att spåra massaförändringar av jordens polarisar och uppskatta globala grundvattenförändringar, att mäta massförändringar av stora jordbävningar och dra slutsatser om förändringar i djupa havsströmmar, en drivkraft i klimatet. Hittills, GRACE-observationer har använts i mer än 4, 300 forskningspublikationer. Dess mätningar ger en unik bild av jordsystemet och har långtgående fördelar för samhället, som att ge insikter om var globala grundvattenresurser kan krympa eller växa och var torra jordar bidrar till torka. GRACE-FO är planerad att flyga i minst fem år.

Rymdfarkosten GRACE-FO kommer att genomgå sista tester innan den integreras ovanpå en SpaceX Falcon 9-raket, där de kommer att dela en resa till rymden med fem Iridium NEXT-kommunikationssatelliter.

"Med denna milstolpe, vi är nu i position för att lansera GRACE Follow-On och starta om de värdefulla observationer och vetenskap som upphörde i mitten av 2017 med slutet av GRACE vetenskapsuppdraget, sa Michael Watkins, chef för NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien, och GRACE Follow-On vetenskapsteam leder.

Efter några månaders utcheckning i omloppsbana, GRACE-FO kommer att spåra förändringar i distributionen av flytande vatten, is och landmassor genom att mäta förändringar i jordens gravitationsfält var 30:e dag. GRACE-FO kommer i huvudsak att mäta hur mycket massa som uppnås eller förloras varje månad på kontinenterna, i haven, och i inlandsisen. Dessa data kommer att förbättra den vetenskapliga förståelsen av jordens systemprocesser och noggrannheten i miljöövervakning och prognoser.

Den kontinuerliga rörelsen av vattenmassor, is, luft och den fasta jorden som GRACE-FO kommer att spåra drivs av jordsystemprocesser som:

• terrestra vattenkretsloppsprocesser, som nederbörd, torka, översvämningar, förändringar i inlandsisar och landglaciärer, avdunstning från haven, och grundvattenanvändning och lagring.
• tektoniska processer, såsom jordbävningar och variationer i jordens litosfär (det stela yttre lagret av vår planet som inkluderar skorpan och den övre manteln) och manteldensitet.

GRACE-FO-satelliterna kommer att skjutas upp i en polarbana på en höjd av cirka 311 miles (500 kilometer). Flyger 137 miles (220 kilometer) ifrån varandra, satelliterna kommer att använda ett JPL-byggt mikrovågsavståndssystem för att ta kontinuerliga, mycket exakta mätningar av variationerna i avståndet mellan varandra. Dessa variationer orsakas av små förändringar i gravitationskraften på satelliterna från lokala förändringar i jordens massa under dem. Mikrovågsavståndsdata kombineras med GPS-spårning för timing, stjärnspårare för attitydinformation, och en accelerometer byggd vid ONERA i Frankrike för att ta hänsyn till icke-gravitationseffekter, såsom luftmotstånd och solstrålning. Från dessa uppgifter, forskare kommer att beräkna hur massan omfördelas varje månad och övervaka dess förändringar över tiden.

Varje satellit kommer också att bära ett instrument som kallas ett atmosfäriskt ekolod för extremiteter som kommer att tillhandahålla en innovativ och kostnadseffektiv teknik för att mäta hur mycket signaler från GPS-satelliter som förvrängs av atmosfären. Ekolodet kommer att ge upp till 200 profiler av atmosfärstemperatur och vattenånga innehåll varje dag för att underlätta väderprognoser.

Även om de liknar deras föregångare GRACE-satelliter, GRACE-FO innehåller designuppgraderingar från 15 års GRACE-verksamhet som kommer att förbättra satellitprestandan, tillförlitlighet och uppdragsverksamhet. GRACE-FO kommer också att flyga en ny, mer exakt inter-satellit laseravståndsinstrument, utvecklat av ett tysk/amerikanskt joint venture, som kommer att testas för användning i framtida generationer av GRACE-liknande uppdrag.