GOCE

• Para determinar anomalías del campo gravitatorio con una precisión de10 ⁻⁵ m/s ²  (1 mGal ). ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]} Para aumentar la resolución, el satélite voló en una órbita inusualmente baja. 
• Para determinar el geoide con una precisión de 1–2  cm.
• Para lograr lo anterior con una resolución espacial mejor que 100  km.

El mapa de gravedad final y el modelo del geoide proporcionarán a los usuarios de todo el mundo un producto de datos bien definido que conducirá a:

• Una mejor comprensión de la física del interior de la Tierra para obtener nuevos conocimientos sobre la geodinámica asociada con la litosfera , la composición y reología del manto, y los procesos de elevación y subducción.
• Una mejor comprensión de las corrientes oceánicas y el transporte de calor.
• Un sistema global de referencia de alturas que puede servir como superficie de referencia para el estudio de los procesos topográficos y los cambios del nivel del mar.
• Mejores estimaciones del espesor de las capas de hielo polares y su movimiento. ^{[ 11 ]}

El primer modelo global de gravedad de la Tierra basado en datos de GOCE se presentó en el Simposio Planeta Vivo de la ESA, en junio de 2010. ^{[ 6 ]}

Los resultados iniciales de la misión satelital GOCE fueron presentados en la Reunión de Otoño de 2010 de la Unión Geofísica Americana (AGU) por el Dr. Rory Bingham de la Universidad de Newcastle , Reino Unido. Los mapas producidos a partir de los datos de GOCE muestran las corrientes oceánicas con un detalle mucho mayor que el disponible anteriormente. ^{[ 12 ]} Incluso detalles muy pequeños como el Mann Eddy en el Atlántico Norte fueron visibles en los datos, ^{[ 13 ]} así como el efecto del huracán Igor en 2010. ^{[ 14 ]} El análisis detallado de los datos del propulsor y el acelerómetro de GOCE reveló fortuitamente que había detectado las ondas infrasónicas generadas por el terremoto de Tōhoku de 2011 (con lo cual se convirtió inadvertidamente en el primer sismógrafo en órbita). ^{[ 15 ]}

Resultados posteriores de los datos de GOCE revelaron detalles en el manto terrestre, incluyendo plumas del manto, antiguas zonas de subducción y restos del océano Tetis . ^{[ 16 ]}

El análisis posterior de los datos de GOCE también ha proporcionado nueva información sobre la composición geológica del continente antártico, incluyendo la detección de antiguos restos continentales y al menos tres cratones bajo el hielo antártico. ^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]}

El primer intento de lanzamiento, el 16 de marzo de 2009, fue abortado debido a un fallo en la torre de lanzamiento. ^{[ 20 ]}

GOCE fue lanzado el 17 de marzo de 2009 a las 14:21  UTC desde el Cosmódromo de Plesetsk, en el norte de Rusia, a bordo de un vehículo Rokot / Briz-KM . ^{[ 21 ]} El Rokot es un misil balístico intercontinental UR-100N modificado que fue dado de baja tras el Tratado de Reducción de Armas Estratégicas. El lanzador utilizó las dos etapas inferiores de combustible líquido del misil original y estaba equipado con una tercera etapa Briz-KM desarrollada para la inyección orbital precisa. GOCE fue lanzado a una órbita heliosíncrona crepuscular -amanecer con una inclinación de 96,7° y un nodo ascendente a las 18:00. La separación del lanzador fue de 295  km. La órbita del satélite decayó durante un período de 45 días hasta una altitud operativa, prevista en 270  km. Durante este tiempo, se puso en servicio la nave espacial y se comprobó la fiabilidad del sistema de propulsión eléctrica en el control de actitud.. ^{[ 22 ]}

En febrero de 2010 se descubrió un fallo en el ordenador del satélite, lo que obligó a los controladores a transferir el control al ordenador de respaldo.

En julio de 2010, GOCE sufrió una grave falla en las comunicaciones, cuando el satélite dejó de transmitir datos científicos a sus estaciones receptoras. Investigaciones exhaustivas realizadas por expertos de la ESA y la industria revelaron que el problema estaba casi con certeza relacionado con un enlace de comunicación entre el módulo del procesador y los módulos de telemetría de la computadora principal. ^{[ 23 ]} La recuperación se completó en septiembre de 2010: como parte del plan de acción, se elevó la temperatura del piso donde se ubicaban las computadoras en unos 7 °C (13 °F) , lo que permitió restablecer las comunicaciones normales. ^{[ 24 ]}  

En noviembre de 2010, fecha prevista para la finalización de la misión original de 20 meses antes de que se retrasara por los fallos técnicos, se decidió extender la duración de la misión hasta finales de 2012 para completar el trabajo original y llevar a cabo una misión adicional de 18 meses para mejorar los datos recopilados. ^{[ 25 ]}

En noviembre de 2012, la órbita se redujo de 255 a 235 km (158 a 146 millas) para obtener datos de mayor resolución, momento en el que el combustible permaneció para otras 50 semanas. ^{[ 26 ]}  

En mayo de 2013 se produjo una nueva reducción hasta los 229 km (142 millas) .  

El satélite se quedó sin su propulsor de xenón en octubre de 2013, momento en el que tardaría entre 2 y 3 semanas en reingresar. ^{[ 27 ]} El 18 de octubre de 2013, la ESA informó que la presión en el sistema de combustible del motor iónico de GOCE había caído por debajo de 2,5 bar, que es la presión nominal de funcionamiento necesaria para encender el motor. ^{[ 28 ]} Posteriormente, el fin de la misión se declaró formalmente el 21 de octubre cuando la nave espacial se quedó sin combustible; sin xenón, el motor iónico dejó de funcionar a las 03:16  UTC. ^{[ 3 ] [ 29 ]}

El 9 de noviembre de 2013, un informe publicado indicó que se esperaba que el satélite reingresara en uno o dos días. ^{[ 30 ] [ 31 ]} Para esa fecha, la altitud del perigeo había disminuido a 155 km (96 mi) . ^{[ 32 ]}  

El 10 de noviembre, la ESA preveía que la reentrada se produciría entre las 18:30 y las 24:00  UTC de ese día, y que la franja de impacto más probable se extendería principalmente sobre regiones oceánicas y polares. ^{[ 33 ]}

Su órbita descendente el 11 de noviembre de 2013 pasó sobre Siberia , el océano Pacífico occidental , el océano Índico oriental y la Antártida . ^{[ 34 ] [ 35 ]} El satélite finalmente se desintegró alrededor de las 00:16 UTC del 11 de noviembre cerca de las Islas Malvinas . ^{[ 5 ] [ 36 ]} 

La carga útil principal del satélite era el Gradiómetro Electrostático de Gravedad (EGG), diseñado para medir el campo gravitatorio de la Tierra . Este instrumento constaba de tres pares de acelerómetros capacitivos dispuestos en tres dimensiones que respondían a pequeñas variaciones en la atracción gravitatoria de la Tierra a medida que se desplazaba a lo largo de su órbita. Debido a su diferente posición en el campo gravitatorio, todos experimentaban la aceleración gravitatoria de la Tierra de forma ligeramente distinta. Los tres ejes del gradiómetro permitían la medición simultánea de los cinco componentes independientes del tensor del gradiente gravitatorio .

Otra carga útil era un receptor GPS a bordo utilizado como instrumento de seguimiento satélite a satélite (SSTI); un sistema de compensación para todas las fuerzas no gravitacionales que actúan sobre la nave espacial. El satélite también estaba equipado con un retrorreflector láser para permitir el seguimiento por estaciones terrestres de medición láser de satélites . ^{[ 37 ]}

El marco de GOCE, de 5 × 1,1 m (16 × 4 pies), tenía paneles solares fijos que cubrían su lado orientado hacia el sol, los cuales producían 1300 vatios de potencia. ^{[ 38 ]} Los paneles tenían forma de aletas, estabilizando la nave espacial mientras orbitaba a través del aire residual en la termosfera .       

El motor eléctrico de propulsión iónica , diseñado y construido en el centro espacial de QinetiQ en Farnborough, Inglaterra, expulsaba iones de xenón a velocidades superiores a 40 000 m/s (140 000 km/h; 89 000 mph) , lo que compensaba las pérdidas por decaimiento orbital. La misión de GOCE finalizó cuando se vació el tanque de combustible de xenón de 40 kg (88 lb) . ^{[ 7 ]} Los propulsores iónicos duales de tipo Kaufman podían producir hasta 20 milinewtons (0,0045 lbf) de empuje. ^{[ 39 ]}      

Aunque su vida útil prevista era de 20 meses, un informe de la ESA de junio de 2010 sugirió que una actividad solar inusualmente baja (lo que implicaba una atmósfera superior más tranquila y, por lo tanto, menor resistencia aerodinámica para la nave) significaba que el combustible duraría más de los 20 meses previstos, posiblemente hasta 2014. En realidad, el final de la misión se declaró formalmente el 21 de octubre de 2013 tras 55 meses, los últimos 11 en una órbita más baja (con mayor densidad atmosférica y, por consiguiente, mayor consumo de combustible). ^{[ 40 ]}