Magnetfeldmodell mit einfacheren Mitteln

GFZ-Forscher erhält 20.000-Dollar-Preis in Ideenwettbewerb zur Verbesserung des weltweiten Magnetfeldmodells

Der GFZ-Wissenschaftler Jürgen Matzka ist Preisträger des MagQuest-Wettbewerbs zur Verbesserung des weltweiten Magnetfeldmodells (WMM). Das WMM ist die Grundlage für globale Navigationssysteme, seien es Kartendienste auf Smartphones oder Anwendungen im weltweiten Güterverkehr, zum Beispiel mit Schiffen, sowie Luft- und Raumfahrt. Matzka teilt sich das Preisgeld von insgesamt 200.000 US-Dollar zu gleichen Teilen mit neun anderen Gewinnerinnen und Gewinnern des Ideenwettbewerbs der US-amerikanischen „National Geospatial-Intelligence Agency“.

Ein weltumspannendes Modell des Erdmagnetfelds (World Magnetic Model WMM) ist nötig, um zu jeder Zeit an jedem Ort die Abweichung von „magnetisch Nord“ zu „geografisch Nord“ feststellen zu können. Ohne diese Korrektur der „Kompass-Missweisung“ würden uns unsere Smartphones in die Irre führen.

Die derzeit besten Daten für das WMM kommen von der europäischen Satellitenmission Swarm, in die das Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ über verschiedene wissenschaftliche Studien involviert ist. Das Problem dabei: Die Mission braucht zur Vermessung des Magnetfeldes extrem genaue Geräte zur eigenen Positionsbestimmung, zum Beispiel Sternenkameras, und ebenfalls sehr genaue Magnetometer, die die Stärke und Richtung des Magnetfeldes messen. Für die Berechnung eines weltweiten Modells kommen noch Beobachtungsdaten aus Observatorien auf der Erde hinzu.

Jürgen Matzka hat im Zuge der Phase 1 des MagQuest-Wettbewerbs nun eine radikale Vereinfachung vorgeschlagen, die zu einem ähnlich guten weltweiten Magnetfeldmodell wie bisher bei deutlich reduzierten Kosten führen könnte. „Von den Satelliten brauchen wir dazu nur die Messung der Magnetfeldstärke“, erläutert Matzka, „von Bodenstationen brauchen wir nur eine Richtungskomponente des Magnetfeldes, nämlich die Vertikalkomponente“. Wichtig dabei sei, dass die Bodenstationen zur Messung der Magnetfeldrichtung möglichst in Äquatornähe stehen. Satellitenmissionen könnten mit einfacheren Magnetometern ausgestattet werden und kämen ohne Sternenkameras aus, sagt Matzka. Auch die Observatorien am Erdboden müssten nicht mit den teuersten Messgeräten ausgestattet sein.

Nach der ersten Phase des Wettbewerbs steht nun eine zweite an, bei der es um insgesamt eine Million US-Dollar Preisgeld geht, das sich bis zu fünf Ideengeberinnen und -geber teilen. Gefordert sind dann unter anderem eine detailliertere Ausarbeitung der Pläne und konkrete Vorschläge für Prototypen.

Mehr Informationen zum Ideenwettbewerb (auf Englisch):
https://www.magquest.com/about-the-challenge/

Alle Gewinner im Überblick (Engl.):

https://www.magquest.com/meet-the-phase-1-winners/

Mehr Informationen über die Geomagnetischen Observatorien des GFZ
https://www.gfz-potsdam.de/sektion/geomagnetismus/infrastruktur/geomagnetische-observatorien/

Mehr Information über die Zusammenarbeit des GFZ mit der ESA-Mission Swarm:
https://www.gfz-potsdam.de/sektion/geomagnetismus/infrastruktur/swarm/

Ansprechpartner:

Josef Zens (Pressesprecher)
josef.zens@gfz-potsdam.de

Jürgen Matzka (wissenschaftlicher Ansprechpartner)
juergen.matzka@gfz-potsdam.de

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Josef Zens
Dipl.-Geog.
Head of Public & Media Relations | Leiter der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit

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