GRACE (人工衛星)
GRACEは、地球の表面で反射、放出、または地球や大気の内部を通過する電磁波以外のものを測定する、史上初めての地球観測衛星である。その代わりに、このミッションでは、高度500kmの極軌道を約220kmの間隔を置いて飛行する2機間の距離と速度の変化を測定するため、Kバンドのマイクロ波測距システムを用いている。測距システムは、220kmの距離で10μmの距離の変化を検出できるほどの精度を持っている。
2機ずつのGRACE衛星は、地球を1日に15周し、地球の重力の変化を1分毎に測定している。1機の衛星が重力の若干強い重力異常の領域にさしかかると、重力に引かれて後ろの衛星との距離がわずかに長くなる。前方の衛星が重力異常の領域を通過し終わると、再び速度が遅くなり、それと同時に後ろの衛星の速度が速くなり、その後同じ地点で再び遅くなる。
2機の間の距離の変化を常に測定し続け、そのデータをグローバル・ポジショニング・システムからの高精度の位置データと結びつけることによって、地球の重力の詳細なマップを描くことができる。
「トム」と「ジェリー」と渾名された2機の衛星は、お互いの間に常に2本のマイクロ波を維持している。それらの周波数の変化を比較することで、精密な測定が可能となる。衛星自身の動きは、加速度計で測定している。これら全ての情報は地上局に送られる。基線位置の確定と衛星自身の維持管理のため、衛星は恒星カメラ、磁気計、GPS受信機も搭載している。また、地上局からのレーザー測距のため、コーナーキューブも積んでいる。