ANTHALO Blue Ice: Machbarkeitsstudie für geo- und atmosphärenwissenschaftliche Erforschung der Antarktis mit HALO (ANTHALO-BI)

• Antragsteller: Dr. Christoph Förste; Professor Dr. Markus Rapp; Dr.-Ing. Mirko Scheinert
• Fachliche Zuordnung: Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie ; Physik des Erdkörpers ; Physik und Chemie der Atmosphäre
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 316739886

Das Haupziel dieses Projektantrags ist es, die Durchführbarkeit von wissenschaftlichen Messungen während der ANTHALO Blue Ice-Mission (ANTHALO-BI) in der Antarktis nachzuweisen. In diesem Kontext muss eine Risikobewertung erfolgen. Die Integration der wissenschaftlichen Instrumentierung für eine extensive wissenschaftliche HALO-Mission in der Antarktis, der ANTHALO-Mission, erfordert entsprechende Vorarbeiten. Der Betrieb des Flugzeugs mit Start und Landung von bzw. auf einer Blaueis-Landebahn zusammen mit Messungen der GNSS-Reflektometrie und der INS-Strapdown-Vektorgravimetrie ist ein entscheidender Baustein dieses Projekts und ein wesentlicher, unerlässlicher Schritt auf dem Weg zur Realisierung der ANTHALO-Mission. Deshalb bilden die Ziele der ANTHALO-Mission eine wichtige Grundlage für die Konzeption des vorliegenden Projekts. Es sollen konsistente, hochgenaue Messungen des Schwere- und Magnetfelds der Erde, der Oberflächenhöhen, Oberflächen- und Firneigenschaften, Dicke und internen Schichtung des Eisschilds, und der thermischen Struktur und des dynamischen Regimes der mittleren Atmosphäre entlang langer Flugprofile über dem antarktischen Kontinent und dem anschließenden Südlichen Ozean durchgeführt werden. Außerdem wird man mit der geodätischen Analyse von GNSS-Daten zu einer präzisen Bestimmung von 3D-Koordinaten der Flugtrajektorie gelangen, womit für alle Observablen ein einheitlicher Bezug zum aktuellen Internationalen Terrestrischen Referenzrahmen (ITRF) geschaffen wird. Um eine den Zielen entsprechende räumliche Abdeckung der Messungen zu erreichen, ist es notwendig, eine Start-/Landebahn in der Antarktis als Basis für den Betrieb des Flugzeugs zu wählen. Deshalb wird die ANTHALO-BI-Mission Starts und Landungen von bzw. auf einer Blaueis-Landebahn, vorzugsweise Troll Airfield (Dronning-Maud-Land, Ostantarktis), sowie einige Flüge am Rand des antarktischen Eisschilds beinhalten. Diese Flugoperationen sind im Rahmen der Vorschriften von DLR-FX für den Betrieb von HALO unter antarktischen Bedingungen vorgeschrieben. Mit ANTHALO-BI verfolgen wir aber auch das wissenschaftliche Ziel, Messungen der Strapdown-Gravimetrie mit einem speziell kalibrierten INS und der GNSS-Reflektometrie mit seitwärts und nadir-gerichteten Antennen zu gewinnen. Diese Messungen werden hinsichtlich abgeleiteter Parameter des Schwerefelds bzw. von Oberflächenhöhen im Randbereich des antarktischen Eisschilds analysiert. Vier spezifische Projektanträge, die direkt mit dem vorliegenden Antrag für die ANTHALO-BI-Mission verbunden sind, beschäftigen sich mit verschiedenen detaillierten Fragen zur Erforschung des Eisschilds, der Atmosphäre und der Potentialfelder in der Antarktis.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1294: Bereich Infrastruktur - Atmospheric and Earth system research with the "High Altitude and Long Range Research Aircraft" (HALO)