Projekti SWARM kolm Euroopa teadussatelliiti käivitati 22. novembril 2013 edukalt Venemaa Plesetski kosmodroomilt Briz-KM ülemise astmega varustatud teisendusrakett Rokot. Kolme satelliidi laevastiku peamine ülesanne on mõõta meie planeedi magnetvälja parameetreid. Eesmärk: paremini mõista, kuidas see väli Maa soolestikus sünnib. Euroopa Kosmoseagentuuri (ESA) projekt SWARM (tõlgitud inglise keelest "sülem") sisaldab 3 identset kosmosesatelliiti, millest igaüks kannab kasulikku koormust 7 instrumendi (teenindus ja teaduslik) kujul.
Tuleb märkida, et 22. novembri start on juba kolmas kanderakett Rokot, mida viivad läbi Vene lennundusjõud Plesetski kosmodroomilt. Esialgu oli plaanis, et satelliidid käivitatakse 2012. aastal, kuid viimasel hetkel lükkas ESA satelliitide saatmise 2013. aasta novembrisse. Käivitamist juhtis Ida -Kasahstani piirkonna kindralmajor Aleksander Golovko. Vaid 1,5 tunni pärast lendasid Euroopa kosmosesatelliidid maa-alusele orbiidile, kus nad oma tööd teevad.
Tuleb märkida, et kanderakett Rokot kuulub kerge klassi ja on ehitatud mandritevahelise ballistilise raketi RS-18 baasil. Praegu käib selle rahvusvahelise relvajõudude relvajõudude üle Venemaa armee dekomisjoneerimise protseduur. SWARMi satelliidid ise kuuluvad Living Planet projekti, mille eesmärk on uurida Maad. Need orbiidil olevad satelliidid ühinevad juba töötava kosmoselaeva SMOC, GOCE ja teiste satelliitidega, mis tegelevad ookeanide, merejää ja Maa gravitatsiooni uurimisega. Swarm kosmosesondid ise on kavandatud planeedi magnetvälja uurimiseks uuringute tegemiseks.
Kanderaketi Rokot käivitamine
Laupäeval ja pühapäeval viis Euroopa Kosmoseagentuur läbi satelliitidele paigaldatud pardaseadmete arvukaid katseid ja veendus, et need toimivad plaanipäraselt. Pärast seda paigutasid satelliidid turvaliselt spetsiaalsed metallvardad, millele paigaldati magnetomeetri andurid. ESA spetsialistide saadud andmed näitasid, et saadud signaali ja müra suhe on isegi parem kui varem oletatud. Praegu on kosmoseülesanne jõudnud sõidukite regulaarseks tööks ettevalmistamise etappi, see etapp kestab 3 kuud.
Selle kosmoselaevade rühma ülemaailmne ülesanne on uurida muutusi planeedi magnetvälja parameetrites, samuti selle plasmakeskkonnas ning nende näitajate korrelatsiooni muutustega maismaal. Projekti eesmärk on mõista, kuidas täpselt on planeedi magnetvälja tekitamise "masin" paigutatud. Tänapäeval väidavad teadlased, et see ilmneb Maa vedelas välissüdamikus esinevate konvektiivsete ainevoogude tõttu. Lisaks sellele võib seda mõjutada planeedi kooriku ja vahevöö koostis, ionosfäär, magnetosfäär ja ookeani hoovused.
Huvi Maa magnetvälja uurimise vastu ei saa tühikäiguks nimetada. Lisaks sellele, et meie planeedi magnetväli suunab kompassinõela, kaitseb see meid kõiki ka Päikesest meie poole tormavate laetud osakeste - nn päikesetuule - eest. Juhul, kui Maa geomagnetvälja häiritakse, tekivad planeedil geomagnetilised tormid, mis ohustavad sageli kosmoselaevu ja paljusid planeedi tehnoloogilisi süsteeme. Selle missiooni loojad loodavad kindlaks teha, mis toimub praegu Maa magnetväljaga, mille suurusjärk on alates 1840. aastast vähenenud 10-15%, ning samuti kindlaks teha, kas peaksime ootama näiteks pooluste vahetust.
Eksperdid nimetavad kosmoselaeva SWARM pardal olevat peamist teaduslikku varustust magnetomeetriks, mis on ette nähtud magnetvälja suuna ja amplituudi mõõtmiseks (selle vektor, sellest ka seadme nimi - Vector Field Magnetometer). Teine magnetomeeter, mis on mõeldud magnetvälja suuruse (kuid mitte selle suuna) mõõtmiseks - absoluutne skalaarne magnetomeeter, peaks aitama tal näitu võtta. Mõlemad magnetomeetrid on paigutatud spetsiaalsele piisavalt pikale tugijala vardale, mis moodustab suurema osa satelliidist selle pikkuses (umbes 4 meetrit 9 -st).
Ka satelliitidel on elektriväljade mõõtmiseks mõeldud instrument (nn Electric Field Instrument). Ta tegeleb maa-lähedase plasma parameetrite registreerimisega: triiv, laetud osakeste kiirus planeedi lähedal, tihedus. Lisaks on kosmoseaparaat varustatud kiirendusmõõturitega, mis on kavandatud kiirenduste mõõtmiseks, mis ei ole seotud meie planeedi raskusjõuga. Nende andmete saamine on oluline, et hinnata atmosfääri tihedust satelliitide kõrgusel (umbes 300–500 km) ja saada aimu seal valitsevatest liikumistest. Samuti varustatakse seadmed GPS -vastuvõtja ja laserreflektoriga, mis peaks tagama suurima täpsuse satelliitide koordinaatide määramisel. Mõõtmistäpsus on kõigi kaasaegsete teaduslike katsete üks võtmemõisteid, kui see ei tähenda enam millegi tõeliselt uue avastamist, vaid sõna otseses mõttes “telliskivi haaval”, et püüda lahti võtta inimesi ümbritsevate nähtuste teadaolevad füüsikalised mehhanismid.
Tuleb märkida, et Maa magnetosfäär pole mitte ainult üsna keeruline, vaid ka muutuv ajas ja ruumis. Seetõttu hakkasid teadlased üsna kiiresti pärast kosmoseajastu algust inimkonna ajaloos läbi viima mitut satelliiti hõlmavaid katseid, mille eesmärk oli uurida maakera lähedast ruumi. Kui meil on erinevates kohtades mitmeid identseid instrumente, siis saame nende näitude järgi üsna täpselt aru saada, mis täpselt toimub meie planeedi magnetosfääris, mis mõjutab seda altpoolt ja kuidas magnetosfäär reageerib tekkivatele häiretele. Päikese peal.
Võime uhkusega öelda, et nende uuringute “pioneeriks” oli rahvusvaheline projekt INTERBALL, mille Venemaa koostas 1990. aastate alguses, projekt töötas kuni 2000. aastate alguseni. Seejärel käivitasid eurooplased 2000. aastal 4 klastri süsteemi satelliiti, mis töötavad endiselt kosmoses. Magnetosfääri uuringute jätkumist meie riigis seostatakse ka mitmete satelliitprojektide elluviimisega. Esimene neist peaks olema projekt Resonance, mis hõlmab korraga 4 kosmoseaparaati. Need on kavas kosmosesse paarkümmend lennata ja kasutada Maa sisemise magnetosfääri uurimiseks.
Väärib märkimist, et kõik need projektid on üsna erinevad. Käivitatud "sülem" töötab madalal maa orbiidil. Esiteks on projekti SWARM eesmärk uurida, kuidas täpselt Maa magnetvälja tekkimine toimub. Kobarkosmoselaevad on praegu elliptilisel polaarorbiidil, mille kõrgus varieerub 19–119 tuhande km kaugusel. Samal ajal valiti Vene satelliitide "Resonance" tööorbiit (500 kuni 27 tuhat km) nii, et need asuksid teatud piirkonnas, mis pöörleb koos meie planeediga. Lisaks toovad kõik need projektid inimkonnale uusi teadmisi, mis aitavad meil paremini mõista, mis Maaga toimub.
Enamikul meist on Maa magnetväljast väga kauge ettekujutus, meenutades midagi, mida meile kooli õppekava raames õpetati. Kuid magnetvälja roll on palju laiem kui kompassinõela tavaline läbipaine. Magnetväli kaitseb meie planeeti kosmiliste kiirte eest, see hoiab maa atmosfääri puutumatuna, hoides päikesetuuli eemal ja lubades meie planeedil mitte korrata Marsi saatust.
Meie planeedi magnetväli on palju keerulisem moodustis, kui on näidatud kooliõpikutes, kus seda on skemaatiliselt kujutatud Maaga, mille külge on „kinni jäänud“varda magnet. Tegelikult on Maa magnetväli üsna dünaamiline ja selle kujunemisel mängib peamist rolli Maa sula tuuma pöörlemine, mis toimib tohutu dünamona. Samal ajal ei paku magnetvälja muutuste dünaamika tänapäeval mitte ainult akadeemilist huvi. Geomagnetilise keskkonna rikkumised on tavaliste inimeste jaoks täis häireid navigatsiooni- ja sidesüsteemide töös, toitesüsteemide ja arvutisüsteemide rikkeid ning muutusi loomade rändeprotsessides. Lisaks võimaldab magnetvälja uurimine teadlastel paremini mõista planeedi sisemist struktuuri ja looduslikke saladusi, millest me tänapäeval suurt midagi ei tea.
Just sel eesmärgil loodi satelliitrühm SWARM. Nende projekteerimis- ja montaažiprotsessi viis läbi tuntud Euroopa lennundusfirma Astrium. Nende satelliitide loomisel suutsid insenerid kehastada kogu enam kui 30 -aastase kogemuse kosmoses asuvate magnetväljade uurimisel, mille Astriumil on õnnestunud koguda paljude kosmoseprogrammide, näiteks Champ ja Cryosat, elluviimisel projektid.
Programmi SWARM 3 satelliiti on täielikult valmistatud mittemagnetilistest materjalidest, seega puudub neil oma magnetväli, mis võib mõõtmiste kulgu moonutada. Satelliidid lastakse kahele polaarorbiidile. Kaks neist lendavad kõrvuti 450 km kõrgusel ja kolmas on 520 km orbiidil. Üheskoos saavad nad uuringu käigus teha Maa magnetvälja kõige täpsemaid ja põhjalikumaid mõõtmisi, mis võimaldavad teadlastel koostada geomagnetvälja täpse kaardi ja paljastada selle dünaamika.
