Geo 600, ein Gravitationswellendetektor, also eine Anlage, mit der Gravitationswellen entdeckt werden sollen. Sie muss es geben, folgerte zumindest Albert Einstein in seiner allgemeinen Relativitätstheorie. Allerdings, direkt nachweisen konnte man sie noch nicht, auch nicht mit Geo 600.

Einstein hat uns beigebracht, dass Gravitationswellen den Raum verzerren. Ihr Nachweis müsste also ganz einfach über eine Längenmessung möglich sein. Das Problem dabei ist, dass die Längenänderung zu klein ist. Wir haben deshalb bis heute nur indirekte Hinweise auf die Existenz von Gravitationswellen

über den Energieverlust eines Doppelsternsystems, das jahrelang beobachtet wurde, PSDR 1913 plus 16. Gravitationswellen, wenn es sie gibt, müssten die Raumzeit strecken oder stauchen. Und genau diese Stauchungen oder Streckungen will Geo 600 messen.

Dazu werden Laserstrahlen durch die Anlage geschickt und nachgemessen, ob die Laserstrahlen mehr oder weniger Zeit benötigen, um wieder an den Ausgangspunkt zurück zu gelangen. Der Effekt von Gravitationswellen auf ein Messapparat hängt davon ab, wie groß der Messapparat ist. Für unsere Apparatur Geo 600 sind das 600 Meter lange Arme.

Das heißt, wir müssen Längenänderungen von einem Tausendstel eines Atomkerndurchmessers nachweisen und registrieren. Dazu bedienen heute Laserinterferometer und nach unserem Wissen sind das die einzigen Geräte, mit denen so kleine Längenänderungen nachweisbar sind. Ganz klar, auf der Erde sind die Messmöglichkeiten beschränkt, aber nicht im Weltraum.

Deshalb wird an LISA gearbeitet, einer Laser Interferometer Space Antenna. Doch warum ist es so wichtig, Gravitationswellen nachzuweisen? Der größte Teil unserer Welt ist dunkel. Wir wissen, dass 96 Prozent des Universums aus etwas bestehen,

das wir nicht kennen und von den restlichen vier Prozent leuchtet auch nur etwa ein Zehntel. Aber alles unterliegt der Schwerkraft und wir haben deshalb die Hoffnung, dass sich auch alles in Schwerkraftwellen zeigen könnte. Im Weltraum haben wir ideale Bedingungen, diese Gravitationswellen nachzumessen, denn dort wackelt nichts, dort gibt es wenig Störungen und man bekommt auch die Armlänge fast umsonst.

Die Sache mit den langen Messstrecken spielt auch bei einer anderen Anwendung eine entscheidende Rolle, und zwar beim Ausmessen des Schwerefeldes der Erde. Dieser Aufgabe widmet sich die GRACE-Mission. GRACE steht dabei für Gravity Recovery and Climate Experiment.

GRACE besteht aus zwei Satelliten. Der erste Satellit überfliegt eine Gegend mit erhöhter Schwerkraft und wird dadurch beschleunigt. Eine Weile später geschieht das auch mit dem zweiten Satelliten. Für eine ganz kurze Weile vergrößert sich der Abstand zwischen den Satelliten, wenn auch nur um Haaresbreite.

Dieser wird gemessen, an die Wissenschaftler auf der Erde gesendet und zu einem Bild zusammengesetzt. Eine Vermessung des Höhenprofils unserer Erde sagt uns nicht direkt etwas darüber aus, ob sich die Massen geändert haben. Wenn wir wirklich wissen wollen, ob das Grundwasser abgeflossen ist oder ob einfach nur die Oberflächenhöhe sich geändert hat,

dann müssen wir das Schwerefeld der Erde und seine zeitliche Variation direkt vermessen. Und das kann man mit solchen Geodesie-Missionen wie GRACE Follow On tun. Und die Entwicklung geht weiter, mit maßgeblicher Beteiligung von Quest. Für das Nachfolgeprojekt von GRACE, GRACE Follow On, wurden jetzt vom Bund finanzielle Mittel genehmigt.

Damit wird hochpräzise Messtechnologie, die von Quest-Forschern entwickelt wurde, schon im Jahr 2016 auf eine weitere Weltraummission geschickt.