Messung des Erdradius

Wissenschaft Astronomie
#1

Hallo zusammen :slight_smile:

Eine Frage die mich schon länger beschäftigt ist wie der genaue Erdradius gemessen wird. Speziell moderne Methoden interessieren mich (also nicht die historischen mit Schattenwurf eines Turmes, etc.). Wenn man Google bemüht landet man häufig bei eben diesen historischen Methoden die allerdings ja alles andere als präzise sind.
Das einzige was mir spontan einfällt wären die Laser ranging Messungen mit diesen reflektierenden kugelförmigen Satelliten. Dieser „hängt“ ja über die Gravitation eigentlich genau am Mittelpunkt des Erdschwerefeldes. Wenn man dann von mehreren SLR Stationen die man vorher per Satellitentriangulation genau eingemessen hat diesen Satelliten gleichzeitigt verfolgt müsste man doch den gravitativen Erdmittelpunkt (ausgehend von eben diesen SLR Messstationen) bestimmen und dann über Triangulation widerrum den Erdradius an den einzelnen SLR Messstationen bestimmen können (Dieser varriert ja ggf. je nach Standort des Messlasers)

Das ist jetzt aber ein reines Gedankenexperiment meinerseits, wie wird das tatsächlich gemacht ?

LG

#2

Selbstverständlich nicht. Dann gäbe es ja nur genau einen Platz, an dem sich die Satelliten aufhalten könnten.

Im übrigen gibt es keinen Erdradius wie bei einer Kugel:

„Da die Erde bzw. der Meeresspiegel (Geoid) keine exakte Kugelform besitzt, sondern an den Polen um je etwa 21 km (0,335 Prozent) abgeplattet ist, muss für genauere Angaben ihres Radius der Begriff „Erdkugel“ näher definiert werden.“ (Wiki-artikel, siehe unten)

Was spricht denn gegen diesen Artikel?

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#3

Ja das ist klar ich habe mich da leider ziemlich schwammig ausgedrückt. Klar die Erde ist an den Polen durch die Rotation abgeplattet und auch je nach Geländehöhe ist der Radius unterschiedlich. Also es ging da bei meiner Frage nicht so direkt um den Radius an sich. Was mich eher interessieren würde ist wie die SLR Stationen z.B. Wettzell ihre absoluten Koordinaten bzgl. des Geozentrums einmessen. Z.B. für nachgelagerte VLBI Messungen müssen diese Stationen ja ihre (möglichst) exakten X,Y,Z Koordinaten relativ zum gravitativen Mittelpunkt wissen (Zum Berechnen der Winkel der Vektoren zwischen den Stationen). Die in dem Wiki Artikel angeschnittenen Verfahren wie GOCE arbeiten ja gravimetrisch und scannen die Oberfläche über einen recht groben Bereich von einigen Kilometern (so hab ich das zumindest verstanden). Aber wenn man diese Fundamentalstationen präzise einmessen will (und das muss man ja immerhin geben diese Anlagen auch das Referenz Koordinatensystem für GPS etc. vor und korrigieren das auch bei Bedarf.) braucht man ja exakte Koordinaten an diesem Punkt. Und so wie ich das eben verstanden habe sind die gravimetrischen Satelliten für diese Einmessung nicht geeignet sondern eher eben SLR.

Zu deinem Einwand mit den Satellitenbahnen: Rotieren nicht alle um das exakte Massezentrum der Erde? Klar befinden sie sich in unterschiedlichen Bahnen (abhängig von der Geschwindigkeit) und auch mal mehr oder weniger Ellipsenförmig aber das Zentrum um das sich alle drehen ist doch für Erdsatelliten das Massezentrum der Erde oder nicht? Sonst kann ich mir folgenden Artikel nicht erklären: https://www.aiub.unibe.ch/research/slr_data_analysis/estimating_the_geocenter_and_earth_rotation_parameter/index_eng.html

LG

#4

…ist relativ.

…oder auch anhand der bekannten Flugbahn berechnen und nur ab und an mal korrigieren. Auch hier: das macht man nicht zentimetergenau. Und die Messung geschieht nicht vom Satelliten aus, sondern von unten. Dort hat man auch die festen Koordinaten. Auch für GPS.

Und wo ist das? Denk mal an den Mond, der verschiebt dieses Zentrum permanent. Und damit auch die Satellitenbahnen. Auf die er natürlich auch ohne Ebbe und Flut Einfluss nimmt.

#5

Da bin ich mir nicht so sicher… Diese Fundamentalstationen wie beispielsweise Wettzell sind doch die Stationen die letzendlich hier auf der Erde dafür verantwortlich sind dass wir auf einem dynamischen Planeten mit Plattentektonik ein fixes Koordiantensystem haben. Das Problem: Eben die Plattentektonik: Alles verschiebt sich ständig. Man braucht daher eine Fixe Referenz zum Einmessen der Fundamentalstationen untereinander und damit auch deren Bewegungen durch Plattentektonik. Und wenn ich mich jetzt die letzten Tage nicht komplett falsch in die Thematik „Fundamentalastronomie“ eingelesen habe dann ist es heute möglich mit Kombination aus VLBI - SLR, Radar diese Stationen untereinander im mm Bereich genau einzumessen. Und die Referenz. Einen unveränderlichen „Nullpunkt“ der aber letzendliche von Sternen und Quasare ausgeht.

LG

#6

Hm,
mich trifft die Frage etwas unvorbereitet.
Du hättest Dich statt in „Fundamentalastronomie“ in „Geodäsie“ einlesen sollen … :wink:
Ersatzweise das

Ins Unreine:
der Erdradius ist ein Nebenprodukt all dieser Messungen. Ein Bezugssystem für Positionsbestimmungen definiert sich dreidimensional:
Erdschwerpunkt, Rotationsachse (zu einem rechnerischen Nordpol) und die Richtung zu einem Schnittpunkt Nullmeridian-Äquator. Plus der Gravitation, der Rotation u.a.m.

Grüße

#7

Hallo :slight_smile:

Danke dir ja ich merke schon das Thema ist durchaus ziemlich komplex und vielleicht hätte ich mich tatsächlich zunächst mit der Geodäsie beschäftigen sollen^^

Liebe Grüsse :slight_smile: