Trei sateliți științifici europeni ai proiectului SWARM au fost lansați cu succes de pe cosmodromul rus Plesetsk pe 22 noiembrie 2013 cu vehiculul de lansare de conversie Rokot echipat cu etapa superioară Briz-KM. Sarcina principală a flotilei a 3 sateliți va fi măsurarea parametrilor câmpului magnetic al planetei noastre. Scop: să înțelegem mai bine cum se naște acest câmp în măruntaiele Pământului. Proiectul Agenției Spațiale Europene (ESA) SWARM (tradus din engleză „swarm”) include 3 sateliți spațiali identici, fiecare dintre care poartă o sarcină utilă sub forma a 7 instrumente (de serviciu și științifice).
Trebuie remarcat faptul că lansarea din 22 noiembrie este deja a treia lansare a rachetei Rokot, care este efectuată de forțele aerospațiale rusești din cosmodromul Plesetsk. Inițial, era planificat ca lansarea sateliților să se efectueze în 2012, dar în ultimul moment ESA a amânat lansarea sateliților până în noiembrie 2013. Lansarea a fost comandată de generalul-maior al regiunii Kazahstanului de Est, Alexander Golovko. După doar 1, 5 ore de zbor, sateliții spațiali europeni au fost lansați pe o orbită dată aproape de pământ, în care își vor desfășura activitatea.
Trebuie remarcat faptul că vehiculul de lansare Rokot aparține clasei ușoare și a fost construit pe baza rachetei balistice intercontinentale RS-18. În prezent, acest ICBM este în curs de procedură pentru dezafectarea armatei ruse. Sateliții SWARM înșiși aparțin proiectului Living Planet, care vizează explorarea Pământului. Acești sateliți pe orbită se vor alătura navei spațiale SMOC, GOCE și alți sateliți care funcționează deja în studierea oceanelor, a gheții marine și a gravitației Pământului. Sondele spațiale Swarm sunt concepute pentru a efectua cercetări pentru a studia câmpul magnetic al planetei.
Lansarea rachetei Rokot
Sâmbătă și duminică, Agenția Spațială Europeană a efectuat numeroase teste ale echipamentelor de la bord instalate pe sateliți și s-a asigurat că funcționează conform planificării. După aceea, sateliții au desfășurat în siguranță tije metalice speciale pe care sunt instalați senzori magnetometri. Datele obținute de specialiștii ESA au demonstrat că raportul semnal-zgomot obținut este chiar mai bun decât se presupunea anterior. În prezent, misiunea spațială a intrat în etapa de pregătire a vehiculelor pentru funcționarea regulată, această fază va dura 3 luni.
Sarcina globală cu care se confruntă acest grup de nave spațiale este studierea modificărilor parametrilor câmpului magnetic al planetei, precum și a mediului său plasmatic, precum și corelația acestor indicatori cu schimbările din peisajul terestru. Scopul proiectului este de a înțelege cum este aranjată exact „mașina” pentru generarea câmpului magnetic al planetei noastre. Astăzi oamenii de știință sugerează că apare datorită fluxurilor convective de materie din miezul lichid exterior al Pământului. În plus, poate fi influențat de compoziția scoarței și a mantalei planetei, a ionosferei, a magnetosferei și a curenților oceanici.
Interesul pentru studiul câmpului magnetic al Pământului nu poate fi numit inactiv. Pe lângă faptul că câmpul magnetic al planetei noastre orientează acul busolei, acesta ne protejează pe toți de fluxul de particule încărcate care se grăbesc spre noi dinspre Soare - așa-numitul vânt solar. În cazul în care câmpul geomagnetic al Pământului este perturbat, furtunile geomagnetice apar pe planetă, care deseori pun în pericol navele spațiale și multe sisteme tehnologice de pe planetă. Creatorii acestei misiuni speră să stabilească ceea ce se întâmplă în prezent cu câmpul magnetic al Pământului, a cărui magnitudine a scăzut cu 10-15% începând cu 1840 și, de asemenea, să stabilească dacă ar trebui să ne așteptăm, de exemplu, la o schimbare de poli.
Experții numesc principalul echipament științific de la bordul navei spațiale SWARM un magnetometru conceput pentru a măsura direcția și amplitudinea câmpului magnetic (vectorul acestuia, de unde și numele dispozitivului - Magnetometru de câmp vector). Al doilea magnetometru, conceput pentru a măsura magnitudinea câmpului magnetic (dar nu și direcția acestuia) - Magnetometrul Scalar Absolut, ar trebui să-l ajute să citească. Ambele magnetometre sunt așezate pe o tijă specială suficient de lungă, care alcătuiește cea mai mare parte a satelitului de-a lungul lungimii sale (aproximativ 4 metri din 9).
De asemenea, pe sateliți există un instrument conceput pentru măsurarea câmpurilor electrice (numit Instrument de câmp electric). El va fi angajat în înregistrarea parametrilor plasmei din apropierea pământului: deriva, viteza particulelor încărcate în apropierea planetei, densitatea. În plus, navele spațiale sunt echipate cu accelerometre concepute pentru a măsura accelerații care nu sunt legate de gravitația planetei noastre. Obținerea acestor date este importantă pentru evaluarea densității atmosferei la altitudinea sateliților (aproximativ 300-500 km) și pentru a vă face o idee despre mișcările dominante de acolo. De asemenea, dispozitivele vor fi echipate cu un receptor GPS și un reflector laser, care ar trebui să asigure cea mai mare precizie în determinarea coordonatelor sateliților. Acuratețea măsurării este unul dintre conceptele cheie din toate experimentele științifice moderne, când nu mai este vorba de descoperirea a ceva cu adevărat nou, ci literalmente „cărămidă cu cărămidă” pentru a încerca să dezasambleze mecanismele fizice cunoscute ale fenomenelor din jurul oamenilor.
Trebuie remarcat faptul că magnetosfera Pământului nu este doar destul de complexă, ci și schimbătoare în spațiu și timp. Prin urmare, destul de repede după începutul erei spațiale din istoria omenirii, oamenii de știință au început să efectueze experimente multisatelite care vizează studierea spațiului din apropierea Pământului. Dacă avem un număr de instrumente identice în puncte diferite, atunci conform citirilor lor, putem înțelege cu exactitate ce se întâmplă exact în magnetosfera planetei noastre, ce o afectează „de jos” și cum reacționează magnetosfera la perturbările care apar pe Soare.
Putem spune cu mândrie că „pionierul” acestor studii a fost proiectul internațional INTERBALL, care a fost pregătit de Rusia la începutul anilor 1990, proiectul a funcționat până la începutul anilor 2000. Apoi, în 2000, europenii au lansat 4 sateliți ai sistemului Cluster, care încă lucrează în spațiu. Continuarea cercetării magnetosferice în țara noastră este, de asemenea, asociată cu implementarea proiectelor multi-satelit. Primul dintre ele ar trebui să fie proiectul de rezonanță, care include 4 nave spațiale simultan. Acestea sunt planificate să fie lansate în spațiu în perechi și utilizate pentru a studia magnetosfera interioară a Pământului.
Este demn de remarcat faptul că toate aceste proiecte sunt destul de diferite. „Roiul” lansat va funcționa pe orbita terestră joasă. În primul rând, proiectul SWARM vizează studierea modului exact în care apare generarea câmpului magnetic al Pământului. Navele spațiale cluster sunt în prezent pe o orbită polară eliptică, a cărei altitudine variază de la 19 la 119 mii km. În același timp, orbita de lucru a sateliților ruși „Rezonanță” (de la 500 la 27 mii km) a fost selectată astfel încât să fie situată într-o anumită zonă, care se rotește cu planeta noastră. Mai mult, fiecare dintre aceste proiecte va aduce umanității o bucată de cunoștințe noi care ne va ajuta să înțelegem mai bine ce se întâmplă cu Pământul.
Cei mai mulți dintre noi avem o idee foarte îndepărtată despre câmpul magnetic al Pământului, amintind ceva despre care am fost învățați ca parte a curriculumului școlar. Cu toate acestea, rolul jucat de câmpul magnetic este mult mai larg decât devierea obișnuită a acului busolei. Câmpul magnetic ne protejează planeta de razele cosmice, menține atmosfera terestră intactă, menținând vânturile solare la distanță și permițând planetei noastre să nu repete soarta lui Marte.
Câmpul magnetic al planetei noastre este o formațiune mult mai complexă decât se arată în manualele școlare, în care este reprezentat schematic ca Pământul cu un magnet de bare „lipit” în el. De fapt, câmpul magnetic al Pământului este destul de dinamic, iar rolul principal în formarea acestuia îl are rotația miezului topit al Pământului, care acționează ca un imens dinam. În același timp, dinamica schimbărilor în câmpul magnetic este astăzi nu numai de interes academic. Încălcările mediului geomagnetic sunt grele pentru oamenii obișnuiți cu perturbări în funcționarea sistemelor de navigație și comunicații, defectarea sistemelor de alimentare și a sistemelor de calcul și a modificărilor proceselor de migrație a animalelor. În plus, studiul câmpului magnetic va permite oamenilor de știință să înțeleagă mai bine structura internă a planetei și secretele naturale, despre care nu știm prea multe astăzi.
Grupul satelit SWARM a fost creat în acest scop. Procesul lor de proiectare și asamblare a fost realizat de binecunoscuta companie aerospațială europeană Astrium. La crearea acestor sateliți, inginerii au reușit să întruchipeze toți cei peste 30 de ani de experiență în studiul câmpurilor magnetice din spațiul cosmic, pe care Astrium a reușit să le acumuleze în timpul implementării a numeroase programe spațiale, de exemplu, Champ și Cryosat proiecte.
Cei 3 sateliți ai programului SWARM sunt complet realizați din materiale nemagnetice, deci nu au propriul câmp magnetic, care ar putea distorsiona cursul măsurătorilor. Sateliții vor fi lansați pe două orbite polare. Doi dintre ei vor zbura unul lângă altul la o altitudine de 450 km, iar al treilea va fi pe orbita de 520 km. Împreună, ei vor putea efectua cele mai exacte și mai amănunțite măsurători ale câmpului magnetic al Pământului în timpul cercetării, ceea ce va permite oamenilor de știință să întocmească o hartă exactă a câmpului geomagnetic și să dezvăluie dinamica acestuia.
