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Lichtausbreitung im Sonnensystem für Hoch-Präzisions-Astrometrie auf dem Sub-Mikro-Bogensekunden und Nano-Bogensekunden Niveau der Genauigkeit

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Description

Astrometrie ist das Wissenschaftsgebiet welches sich mit der akkuraten Bestimmung der Positionen und Bewegungen von Himmelskörpern beschäftigt. Dieses Forschungsgebiet ist von grundlegender Bedeutung für die Astronomie. In einem beeindruckend kurzen Zeitraum hat die ESA zwei raumbasierte Astrometrie-Missionen realisiert: die Hipparcos-Mission (Start 1989) welche Milli-Bogensekunden-Genauigkeiten in Winkelmessungen erreicht hat, und die Gaia-Mission (Start 2013) welche auf Genauigkeiten im Mikro-Bogensekunden-Bereich abzielt.Während die Mikro-Bogensekunden-Astrometrie sowohl theoretisch als auch technologisch mit der Gaia-Mission realisiert wurde, wird der nächste große Schritt das Sub-Mikro-Bogensekunden und Nano-Bogensekunden-Niveau in astrometrischen Messungen sein. Es gibt bereits jetzt konkrete raumbasierte Missionen welche der ESA vorgeschlagen wurden und welche dafür ausgelegt sind in solchen hochpräzisen Bereichen der Astrometrie zu operieren. Solche noch nie dagewesenen Genauigkeiten erfordern eine allgemein-relativistische Behandlung der astrometrischen Beobachtungen.Insbesondere erfordert der abzusehende Fortschritt in astrometrischen Messungen eine entsprechende Verbesserung der heutigen Modelle der Lichtausbreitung von Himmelkörpern durch das Gravitationsfeld des Sonnensystems zum Beobachter. Das Projekt is dazu bestimmt substanzielle Fortschritte auf diesem Forschungsgebiet zu erzielen und wird die folgenden Probleme betrachten:(1) Anfangswert-Problem und Randwert-Problem in 1PN und 1.5PN Näherung der Lichtausbreitung im Sonnensystem wobei die Gravitationsfelder durch den vollständigen Satz intrinischer Multipole der massiven Körper des Sonnensystems gegeben ist. (2) Anfangswert-Problem und Randwert-Problem in 2PN Näherung der Lichtausbreitung im Gravitationsfeld von massiven Körpern des Sonnensystems mit Monopole und Quadrupole Struktur. (3) Bestimmung der Vorraussetzungen an die Genauigkeit der Ephemeriden des Beobachters und des Sonnensystems. (4) Beträchtliche Erweiterung der Theorie der relativistischen Interpretation von astrometrischen Messungen.Die Methoden zur Lösung dieser Probleme wurden hauptsächlich in unseren vorangegangenen Untersuchungen entwickelt. Basierend auf diesen Resultaten besteht das Ziel dieses Projektes darin, weitere substantielle Beiträge zur allgemein-relativistischen Theorie der Lichtausbreitung im Gravitationsfeld des Sonnensystems zu liefern für die Hochpräzisions-Astrometrie in Sub-Mikrobogensekunden und Nano-Bogensekunden-Bereichen der Genauigkeit.

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