Tre europæiske videnskabelige satellitter af SWARM-projektet blev succesfuldt opsendt fra den russiske Plesetsk-kosmodrom den 22. november 2013 med Rokot-konverteringslanceringskøretøjet udstyret med Briz-KM-øverste etape. Hovedopgaven for flotillen af 3 satellitter vil være at måle parametrene for magnetfeltet på vores planet. Formål: bedre at forstå, hvordan dette felt fødes i jordens tarm. Projektet fra European Space Agency (ESA) SWARM (oversat fra engelsk "sværm") omfatter 3 identiske rumsatellitter, der hver især bærer en nyttelast i form af 7 instrumenter (service og videnskabelig).
Det skal bemærkes, at opsendelsen den 22. november allerede er den tredje opsendelse af Rokot -bæreraketten, som udføres af de russiske rumfartsstyrker fra Plesetsk -kosmodromet. I første omgang var det planlagt, at opsendelsen af satellitter skulle gennemføres i 2012, men i sidste øjeblik udsatte ESA lanceringen af satellitter til november 2013. Lanceringen blev ledet af generalmajor i Øst -Kasakhstan -regionen Alexander Golovko. Efter kun 1, 5 timers flyvning blev europæiske rumsatellitter affyret til en given jordbane, hvor de vil udføre deres arbejde.
Det skal bemærkes, at Rokot-affyringsvognen tilhører lysklassen og blev bygget på basis af RS-18 interkontinentale ballistiske missiler. I øjeblikket gennemgår denne ICBM proceduren for nedlukning af den russiske hær. SWARM -satellitterne tilhører selv Living Planet -projektet, der har til formål at udforske Jorden. Disse satellitter i kredsløb vil slutte sig til det allerede opererende rumfartøj SMOC, GOCE og andre satellitter, der er engageret i at studere havene, havisen og Jordens tyngdekraft. Swarm -rumsonderne selv er designet til at udføre forskning for at studere planetens magnetfelt.
Lancering af Rokot -bæreraketten
I løbet af lørdag og søndag udførte Det Europæiske Rumagentur adskillige tests af det indbyggede udstyr installeret på satellitterne og sørgede for, at det fungerer som planlagt. Derefter indsatte satellitterne sikkert særlige metalstænger, hvorpå magnetometersensorer er installeret. Data indhentet af ESA-specialister viste, at det opnåede signal-støjforhold er endnu bedre end tidligere antaget. I øjeblikket er rummissionen gået i gang med at forberede køretøjerne til regelmæssig drift, denne fase vil vare 3 måneder.
Den globale opgave, som denne gruppe rumfartøjer står over for, er at studere ændringer i parametrene for planetens magnetfelt såvel som dets plasmamiljø og sammenhængen mellem disse indikatorer med ændringer i det terrestriske landskab. Målet med projektet er at forstå, hvordan præcist "maskinen" til generering af magnetfeltet på vores planet er indrettet. I dag antyder forskere, at det forekommer på grund af konvektive strømme af stof i den flydende ydre kerne af jorden. Derudover kan den påvirkes af sammensætningen af jordens skorpe og kappe, ionosfæren, magnetosfæren og havstrømmene.
Interesse i undersøgelsen af Jordens magnetfelt kan ikke kaldes inaktiv. Udover det faktum, at magnetfeltet på vores planet orienterer kompassnålen, beskytter det også os alle mod strømmen af ladede partikler, der haster mod os fra Solen - den såkaldte solvind. I tilfælde af at Jordens geomagnetiske felt forstyrres, opstår der geomagnetiske storme på planeten, som ofte bringer rumfartøjer og mange teknologiske systemer på planeten i fare. Skaberne af denne mission håber at fastslå, hvad der i øjeblikket sker med Jordens magnetfelt, hvis størrelse er faldet med 10-15% siden 1840, og også at fastslå, om vi f.eks. Skal forvente et polskifte.
Eksperter kalder det videnskabelige vigtigste udstyr om bord på SWARM -rumfartøjet for et magnetometer designet til at måle magnetfeltets retning og amplitude (dets vektor, deraf navnet på enheden - Vector Field Magnetometer). Det andet magnetometer, designet til at måle størrelsen af magnetfeltet (men ikke dets retning) - det absolutte skalære magnetometer, skulle hjælpe ham med at foretage målinger. Begge magnetometre er placeret på en særlig lang nok udliggerstang, der udgør det meste af satellitten langs dens længde (ca. 4 meter ud af 9).
Også på satellitterne er der et instrument designet til at måle elektriske felter (kaldet Electric Field Instrument). Han vil være involveret i registrering af parametrene for plasmaet nær jorden: drift, ladede partiklers hastighed nær planeten, tæthed. Desuden er rumfartøjet udstyret med accelerometre designet til at måle accelerationer, der ikke er relateret til vores planets tyngdekraft. Indhentning af disse data er vigtig for at vurdere tætheden af atmosfæren i satellitternes højde (ca. 300-500 km) og få en idé om de dominerende bevægelser der. Enhederne vil også være udstyret med en GPS -modtager og en laserreflektor, som skal sikre den højeste nøjagtighed ved bestemmelse af koordinaterne for satellitterne. Målenøjagtighed er et af nøglebegreberne i alle moderne videnskabelige eksperimenter, når det ikke længere handler om at opdage noget virkelig nyt, men bogstaveligt talt “mursten for mursten” for at forsøge at adskille de kendte fysiske mekanismer for fænomenerne omkring mennesker.
Det skal bemærkes, at Jordens magnetosfære ikke kun er ret kompleks, men også kan ændres i rum og tid. Derfor begyndte forskere ganske hurtigt efter begyndelsen af rumtiden i menneskehedens historie at udføre multisatellitforsøg med det formål at studere nærjordisk rum. Hvis vi har et antal identiske instrumenter på forskellige punkter, kan vi ifølge deres aflæsninger ganske præcist forstå, hvad der præcist sker i magnetosfæren på vores planet, hvad der påvirker det "nedenunder", og hvordan magnetosfæren reagerer på forstyrrelser, der opstår på Solen.
Vi kan med stolthed sige, at "pioner" i disse undersøgelser var det internationale projekt INTERBALL, som blev udarbejdet af Rusland i begyndelsen af 1990'erne, projektet fungerede indtil begyndelsen af 2000'erne. Derefter, i 2000, lancerede europæerne 4 satellitter i klyngesystemet, som stadig arbejder i rummet. Fortsættelsen af magnetosfærisk forskning i vores land er også forbundet med implementeringen af projekter med flere satellitter. Den første af dem skulle være Resonance -projektet, der omfatter 4 rumfartøjer på én gang. De er planlagt til at blive opsendt i par i rummet og bruges til at studere Jordens indre magnetosfære.
Det er værd at bemærke, at alle disse projekter er ganske forskellige. Den lancerede "sværm" vil fungere i en lav jordbane. Først og fremmest er SWARM -projektet rettet mod at studere, hvordan præcist genereringen af Jordens magnetfelt sker. Klyngefartøjer befinder sig i øjeblikket i en elliptisk polar bane, hvis højde varierer fra 19 til 119 tusinde km. På samme tid blev arbejdsbanen for de russiske satellitter "Resonance" (fra 500 til 27 tusinde km) valgt på en sådan måde, at den blev placeret i et bestemt område, der roterer med vores planet. Desuden vil hvert af disse projekter bringe menneskeheden et stykke ny viden, der hjælper os med bedre at forstå, hvad der sker med Jorden.
De fleste af os har en meget fjern idé om Jordens magnetfelt og husker noget, som vi blev lært som en del af skolens læreplan. Imidlertid er magnetfeltets rolle meget bredere end den sædvanlige afbøjning af kompassnålen. Magnetfeltet beskytter vores planet mod kosmiske stråler, det holder jordens atmosfære intakt, holder solvindene på afstand og tillader vores planet ikke at gentage Mars skæbne.
Magnetens felt på vores planet er en meget mere kompleks dannelse, end det er vist i skolens lærebøger, hvor det skematisk er afbildet som Jorden med en stangmagnet, der “sidder fast” i den. Faktisk er Jordens magnetfelt ret dynamisk, og hovedrollen i dets dannelse spilles af rotation af Jordens smeltede kerne, der fungerer som en enorm dynamo. Samtidig er dynamikken i ændringer i magnetfeltet i dag ikke kun af akademisk interesse. Krænkelser af det geomagnetiske miljø er fyldt med almindelige mennesker med afbrydelser i driften af navigations- og kommunikationssystemer, svigt i elsystemer og computersystemer og ændringer i dyremigrationsprocesser. Derudover vil undersøgelsen af magnetfeltet give forskere mulighed for bedre at forstå planetens indre struktur og naturlige hemmeligheder, som vi ikke ved meget om i dag.
SWARM -satellitgruppen blev oprettet til netop dette formål. Deres design og samling blev udført af det kendte europæiske luftfartsfirma Astrium. Ved oprettelsen af disse satellitter var ingeniører i stand til at legemliggøre alle de mere end 30 års erfaring i undersøgelsen af magnetfelter i det ydre rum, som Astrium har formået at akkumulere under implementeringen af adskillige rumprogrammer, for eksempel Champ og Cryosat projekter.
De 3 satellitter i SWARM-programmet er fuldstændig lavet af ikke-magnetiske materialer, så de har ikke deres eget magnetfelt, hvilket kan forvrænge målingernes forløb. Satellitterne vil blive opsendt i to polarbaner. To af dem vil flyve side om side med hinanden i 450 km højde, og den tredje vil være i kredsløb på 520 km. Sammen vil de være i stand til at udføre de mest nøjagtige og grundige målinger af Jordens magnetfelt under forskningen, hvilket gør det muligt for forskere at udarbejde et nøjagtigt kort over det geomagnetiske felt og afsløre dets dynamik.
