Drie Europese wetenschappelijke satellieten van het SWARM-project werden op 22 november 2013 met succes gelanceerd vanaf de Russische Plesetsk-kosmodrome met het Rokot-conversie-draagraket uitgerust met de Briz-KM-boventrap. De belangrijkste taak van de vloot van 3 satellieten zal zijn om de parameters van het magnetische veld van onze planeet te meten. Doel: beter begrijpen hoe dit veld in de ingewanden van de aarde is ontstaan. Het project van de European Space Agency (ESA) SWARM (vertaald uit het Engels "swarm") omvat 3 identieke ruimtesatellieten, die elk een nuttige lading dragen in de vorm van 7 instrumenten (service en wetenschappelijk).
Opgemerkt moet worden dat de lancering op 22 november al de derde lancering is van de Rokot-draagraket, die wordt uitgevoerd door de Russische lucht- en ruimtevaarttroepen vanaf het Plesetsk-kosmodrome. Aanvankelijk was het de bedoeling dat de lancering van satellieten in 2012 zou plaatsvinden, maar op het allerlaatste moment stelde ESA de lancering van satellieten uit tot november 2013. De lancering stond onder bevel van generaal-majoor van de regio Oost-Kazachstan, Alexander Golovko. Na slechts 1,5 uur vliegen werden Europese ruimtesatellieten gelanceerd in een bepaalde baan om de aarde, waarin ze hun werk zullen uitvoeren.
Opgemerkt moet worden dat het Rokot-lanceervoertuig tot de lichte klasse behoort en is gebouwd op basis van de RS-18 intercontinentale ballistische raket. Momenteel ondergaat deze ICBM de procedure voor de ontmanteling van het Russische leger. De SWARM-satellieten zelf behoren tot het Living Planet-project, dat erop gericht is de aarde te verkennen. Deze satellieten in een baan om de aarde zullen zich voegen bij het reeds werkende ruimtevaartuig SMOC, GOCE en andere satellieten die zich bezighouden met het bestuderen van de oceanen, het zee-ijs en de zwaartekracht van de aarde. De Swarm-ruimtesondes zelf zijn ontworpen om onderzoek te doen naar het magnetische veld van de planeet.
Lancering van de Rokot draagraket
Op zaterdag en zondag heeft de European Space Agency talloze tests uitgevoerd met de apparatuur aan boord die op de satellieten is geïnstalleerd en ervoor gezorgd dat deze functioneert zoals gepland. Daarna hebben de satellieten veilig speciale metalen staven ingezet waarop magnetometersensoren zijn geïnstalleerd. De door ESA-specialisten verkregen gegevens toonden aan dat de verkregen signaal-ruisverhouding zelfs beter is dan eerder werd aangenomen. Momenteel is de ruimtemissie de fase ingegaan van het voorbereiden van de voertuigen voor normaal gebruik, deze fase zal 3 maanden duren.
De wereldwijde taak voor deze groep ruimtevaartuigen is het bestuderen van veranderingen in de parameters van het magnetisch veld van de planeet, evenals in de plasmaomgeving, en de correlatie van deze indicatoren met veranderingen in het aardse landschap. Het doel van het project is om te begrijpen hoe de "machine" voor het genereren van het magnetische veld van onze planeet precies is opgesteld. Tegenwoordig suggereren wetenschappers dat het lijkt te wijten aan convectieve stromen van materie in de vloeibare buitenste kern van de aarde. Bovendien kan het worden beïnvloed door de samenstelling van de korst en mantel van de planeet, de ionosfeer, magnetosfeer en oceaanstromingen.
Interesse in de studie van het magnetisch veld van de aarde kan niet inactief worden genoemd. Naast het feit dat het magnetische veld van onze planeet de kompasnaald oriënteert, beschermt het ons ook allemaal tegen de stroom geladen deeltjes die vanaf de zon op ons afstormen - de zogenaamde zonnewind. In het geval dat het aardmagnetisch veld van de aarde wordt verstoord, ontstaan er aardmagnetische stormen op de planeet, die vaak ruimtevaartuigen en vele technologische systemen op de planeet in gevaar brengen. De makers van deze missie hopen vast te stellen wat er momenteel gebeurt met het magnetisch veld van de aarde, waarvan de omvang sinds 1840 met 10-15% is afgenomen, en ook om vast te stellen of we bijvoorbeeld een verandering van polen moeten verwachten.
Experts noemen de belangrijkste wetenschappelijke apparatuur aan boord van het SWARM-ruimtevaartuig een magnetometer die is ontworpen om de richting en amplitude van het magnetische veld te meten (de vector, vandaar de naam van het apparaat - Vector Field Magnetometer). De tweede magnetometer, ontworpen om de grootte van het magnetische veld (maar niet de richting ervan) te meten - de Absolute Scalar Magnetometer, zou hem moeten helpen metingen te doen. Beide magnetometers zijn op een speciale stempelstang geplaatst die lang genoeg is, die het grootste deel van de satelliet over zijn lengte vormt (ongeveer 4 meter van de 9).
Ook op de satellieten bevindt zich een instrument dat is ontworpen om elektrische velden te meten (Electric Field Instrument genoemd). Hij gaat zich bezighouden met de registratie van de parameters van het nabije aardse plasma: drift, snelheid van geladen deeltjes nabij de planeet, dichtheid. Bovendien zijn de ruimtevaartuigen uitgerust met versnellingsmeters die zijn ontworpen om versnellingen te meten die geen verband houden met de zwaartekracht van onze planeet. Het verkrijgen van deze gegevens is belangrijk om de dichtheid van de atmosfeer op de hoogte van de satellieten (ongeveer 300-500 km) te beoordelen en een idee te krijgen van de dominante bewegingen daar. Ook zullen de apparaten worden uitgerust met een GPS-ontvanger en een laserreflector, die de hoogste nauwkeurigheid moeten garanderen bij het bepalen van de coördinaten van de satellieten. Meetnauwkeurigheid is een van de belangrijkste concepten in alle moderne wetenschappelijke experimenten, wanneer het niet langer gaat om het ontdekken van iets echt nieuws, maar letterlijk "steen voor steen" om te proberen de bekende fysieke mechanismen van de verschijnselen rond mensen te ontmantelen.
Opgemerkt moet worden dat de magnetosfeer van de aarde niet alleen behoorlijk complex is, maar ook veranderlijk in ruimte en tijd. Daarom begonnen wetenschappers vrij snel na het begin van het ruimtetijdperk in de geschiedenis van de mensheid multi-satelliet-experimenten uit te voeren om de ruimte nabij de aarde te bestuderen. Als we een aantal identieke instrumenten op verschillende punten hebben, kunnen we volgens hun metingen vrij nauwkeurig begrijpen wat er precies in de magnetosfeer van onze planeet gebeurt, wat het "van onderaf" beïnvloedt en hoe de magnetosfeer reageert op verstoringen die optreden op de zon.
We kunnen met trots zeggen dat de "pionier" van deze studies het internationale project INTERBALL was, dat begin jaren negentig door Rusland werd voorbereid, het project werkte tot het begin van de jaren 2000. Toen, in 2000, lanceerden de Europeanen 4 satellieten van het Cluster-systeem, die nog steeds in de ruimte werken. De voortzetting van magnetosferisch onderzoek in ons land wordt ook geassocieerd met de uitvoering van multi-satellietprojecten. De eerste daarvan zou het Resonance-project moeten zijn, dat 4 ruimtevaartuigen tegelijk omvat. Ze zijn gepland om in paren in de ruimte te worden gelanceerd en gebruikt om de binnenste magnetosfeer van de aarde te bestuderen.
Het is vermeldenswaard dat al deze projecten heel verschillend zijn. De gelanceerde "zwerm" zal in een lage baan om de aarde opereren. Allereerst wil het SWARM-project onderzoeken hoe het ontstaan van het aardmagnetisch veld precies verloopt. Clusterruimtevaartuigen bevinden zich momenteel in een elliptische polaire baan, waarvan de hoogte varieert van 19 tot 119 duizend km. Tegelijkertijd werd de werkbaan van de Russische satellieten "Resonantie" (van 500 tot 27 duizend km) zodanig geselecteerd dat deze zich in een bepaald gebied bevindt dat met onze planeet meedraait. Bovendien zal elk van deze projecten de mensheid een stukje nieuwe kennis opleveren dat ons zal helpen beter te begrijpen wat er met de aarde gebeurt.
De meesten van ons hebben een heel ver idee van het magnetische veld van de aarde, en herinneren zich iets dat ons werd geleerd als onderdeel van het schoolcurriculum. De rol van het magnetische veld is echter veel breder dan de gebruikelijke afbuiging van de kompasnaald. Het magnetische veld beschermt onze planeet tegen kosmische straling, het houdt de atmosfeer van de aarde intact, houdt de zonnewinden op afstand en zorgt ervoor dat onze planeet het lot van Mars niet herhaalt.
Het magnetisch veld van onze planeet is een veel complexere formatie dan wordt getoond in schoolboeken, waarin het schematisch wordt weergegeven als de aarde met een staafmagneet erin "geplakt". In feite is het magnetisch veld van de aarde behoorlijk dynamisch, en de hoofdrol bij de vorming ervan wordt gespeeld door de rotatie van de gesmolten kern van de aarde, die fungeert als een enorme dynamo. Tegelijkertijd is de dynamiek van veranderingen in het magnetische veld tegenwoordig niet alleen van academisch belang. Overtredingen van de geomagnetische omgeving zijn beladen voor gewone mensen met verstoringen in de werking van navigatie- en communicatiesystemen, uitval van stroomsystemen en computersystemen en veranderingen in migratieprocessen van dieren. Bovendien zal de studie van het magnetische veld wetenschappers in staat stellen de interne structuur van de planeet en natuurlijke geheimen, waarover we tegenwoordig niet veel weten, beter te begrijpen.
Voor dit doel is de SWARM-satellietgroep opgericht. Hun ontwerp- en assemblageproces werd uitgevoerd door het bekende Europese ruimtevaartbedrijf Astrium. Bij het maken van deze satellieten konden ingenieurs alle meer dan 30 jaar ervaring in de studie van magnetische velden in de ruimte belichamen, die Astrium heeft weten te verzamelen tijdens de uitvoering van talrijke ruimteprogramma's, bijvoorbeeld de Champ en Cryosat projecten.
De 3 satellieten van het SWARM-programma zijn volledig gemaakt van niet-magnetische materialen, ze hebben dus geen eigen magnetisch veld, wat het verloop van de metingen zou kunnen verstoren. De satellieten zullen in twee polaire banen worden gelanceerd. Twee van hen zullen zij aan zij met elkaar vliegen op een hoogte van 450 km, en de derde zal in een baan van 520 km zijn. Samen zullen ze tijdens het onderzoek de meest nauwkeurige en grondige metingen van het aardmagnetisch veld kunnen uitvoeren, waardoor wetenschappers een nauwkeurige kaart van het aardmagnetische veld kunnen maken en de dynamiek ervan kunnen onthullen.
