Im Rahmen des Projekts 2 „Präzise optische Zeitübertragung über große Entfernungen von Boden zu Boden über eine Satellitenverbindung“ erforschen wir innerhalb der Forschergruppe ein neuartiges Konzept geodätischer Anbindungen („Ties“), die von einer hochgenauen Uhr abgeleitet werden. Die Anbindung über Uhren ermöglicht es uns erstmals, die nachteiligen Auswirkungen variabler Systemverzögerungen zu messen und zu beseitigen. Daher verfolgt dieses Projekt zwei Hauptziele:

1. Es verbindet zwei entfernte Uhren mittels optischer Zeitübertragung über eine Satellitenverbindung und nutzt dazu das Atomic Clock Ensemble in Space (ACES), das im Frühjahr 2025 auf der Internationalen Raumstation (ISS) implementiert wird, um eine stabile Phasenbeziehung (Phasenkohärenz) zu einer Uhrenfrequenz zwischen einer Satellite Laser Ranging Station in Wettzell und in Potsdam über mehrere hundert Kilometer zu transportieren. Dies soll die generelle Machbarkeit der Verteilung der Zeitkohärenz über größere Netze zeigen, was eine Voraussetzung für die Anwendung von Uhren als praktikable neue Beobachtungsgröße in der Weltraumgeodäsie zeigen soll.
2. Es erforscht zudem hochgenaue, verzögerungskompensierte Uhrenvergleiche über eine optische Verbindung in gemeinsamer Sicht, so dass die physikalischen Eigenschaften der jeweiligen Uhrenübertragungen zur Bestimmung des physikalischen Höhenunterschieds zwischen den beiden Uhren genutzt werden können. Damit werden zwei weit entfernte geometrisch-geodätische Marker buchstäblich an dieselbe Zeitskala gebunden, um zu demonstrieren, dass die Zeitkohärenz als wertvolle starke Verbindung in der Raumgeodäsie genutzt werden kann. Darüber hinaus ermöglicht das Experiment uns, Zeit und Raum genau zu verknüpfen, was eine Voraussetzung für den Weg hin zu einer relativistischen Geodäsie darstellt. Physikalisch gesehen, realisieren wir einen Einstein-Synchronisationsprozess zwischen Boden und Weltraum. Die Gültigkeit dieses Ansatzes wird durch einen direkten Vergleich der optischen Uhren über die ACES-Mikrowellenverbindung demonstriert. Darüber hinaus können wir die Eigenschaften der ACES-Verbunduhr genau untersuchen, um relativistische Korrekturen mit hoher Genauigkeit zu extrahieren.

Projektpartner: 

• Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG)
• Technische Universität München (TUM)

Projektdauer:

• 2023 bis 2027

Projektfinanzierung:

• Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), Project Nummer 490990195

Projekt Webseite:

• clockmetrology.de/en/