Trije evropski znanstveni sateliti projekta SWARM so bili 22. novembra 2013 uspešno izstreljeni z ruskega kozmodroma Plesetsk z raketno raketoplanom Rokot, opremljenim z zgornjo stopnjo Briz-KM. Glavna naloga flotile 3 satelitov bo merjenje parametrov magnetnega polja našega planeta. Namen: bolje razumeti, kako se to polje rodi v črevesju Zemlje. Projekt Evropske vesoljske agencije (ESA) SWARM (v prevodu iz angleščine "swarm") vključuje 3 enake vesoljske satelite, od katerih vsak nosi tovor v obliki 7 instrumentov (storitvenih in znanstvenih).
Treba je omeniti, da je izstrelitev 22. novembra že tretji izstrelitev rakete -nosilca Rokot, ki jo izvajajo ruske letalske sile z vesoljskega plesa Plesetsk. Sprva je bilo načrtovano, da bo izstrelitev satelitov izvedena leta 2012, vendar je ESA v zadnjem trenutku prestavila izstrelitev satelitov na november 2013. Izstrelitev je poveljeval generalmajor vzhodno -kazahstanske regije Aleksander Golovko. Že po 1, 5 urah leta so evropski vesoljski sateliti izstrelili v dano okolizemno orbito, v kateri bodo opravljali svoje delo.
Treba je opozoriti, da lansirna naprava Rokot spada v lahki razred in je bila zgrajena na podlagi medcelinske balistične rakete RS-18. Trenutno ta ICBM poteka v postopku razgradnje ruske vojske. Sami sateliti SWARM spadajo v projekt Living Planet, katerega namen je raziskovanje Zemlje. Ti sateliti v orbiti se bodo pridružili že delujočim vesoljskim plovilom SMOC, GOCE in drugim satelitom, ki se ukvarjajo s preučevanjem oceanov, morskega ledu in gravitacije Zemlje. Vesoljske sonde Swarm so namenjene raziskovanju magnetnega polja planeta.
Izstrelitev rakete -nosilca Rokot
Evropska vesoljska agencija je v soboto in nedeljo izvedla številne teste vgrajene opreme na satelitih in poskrbela, da deluje po načrtih. Po tem so sateliti varno namestili posebne kovinske palice, na katerih so nameščeni senzorji za magnetometer. Podatki, ki so jih pridobili strokovnjaki ESA, so pokazali, da je dobljeno razmerje signal / šum celo boljše, kot je bilo prej predvideno. Trenutno je vesoljska misija v fazi priprave vozil na redno obratovanje, ta faza bo trajala 3 mesece.
Globalna naloga te skupine vesoljskih plovil je preučiti spremembe parametrov magnetnega polja planeta in njegovega plazemskega okolja ter korelacijo teh kazalnikov s spremembami v zemeljski pokrajini. Cilj projekta je razumeti, kako natančno je urejen "stroj" za ustvarjanje magnetnega polja našega planeta. Danes znanstveniki kažejo, da se pojavi zaradi konvekcijskih tokov snovi v tekočem zunanjem jedru Zemlje. Poleg tega lahko nanjo vplivajo sestava skorje in plašča planeta, ionosfera, magnetosfera in oceanski tokovi.
Zanimanje za preučevanje magnetnega polja Zemlje ne moremo imenovati v prostem teku. Poleg tega, da magnetno polje našega planeta usmerja iglo kompasa, nas vse ščiti tudi pred tokom nabitih delcev, ki hitijo proti nam od Sonca - tako imenovanem sončnem vetru. V primeru, da je zemeljsko geomagnetno polje moteno, se na planetu pojavijo geomagnetne nevihte, ki pogosto ogrožajo vesoljska plovila in številne tehnološke sisteme na planetu. Ustvarjalci tega poslanstva upajo, da bodo ugotovili, kaj se trenutno dogaja z Zemljinim magnetnim poljem, katerega magnituda se je od leta 1840 zmanjšala za 10-15%, in tudi, ali naj pričakujemo na primer spremembo polov.
Strokovnjaki imenujejo glavno znanstveno opremo na vesoljskem plovilu SWARM magnetometer, namenjen merjenju smeri in amplitude magnetnega polja (njegov vektor, od tod tudi ime naprave - Vector Field Magnetometer). Drugi magnetometer, namenjen merjenju velikosti magnetnega polja (ne pa tudi njegove smeri) - Absolutni skalarni magnetometer, bi mu moral pomagati pri odčitkih. Oba magnetometra sta nameščena na posebno dovolj dolgo palico, ki predstavlja večino satelita po svoji dolžini (približno 4 metre od 9).
Tudi na satelitih je instrument, namenjen merjenju električnih polj (imenovan električni instrument). Ukvarjal se bo z registracijo parametrov plazme v bližini Zemlje: drift, hitrost nabitih delcev v bližini planeta, gostota. Poleg tega so vesoljska plovila opremljena s merilniki pospeška, namenjenimi merjenju pospeškov, ki niso povezani z gravitacijo našega planeta. Pridobivanje teh podatkov je pomembno za oceno gostote ozračja na nadmorski višini satelitov (približno 300-500 km) in za razumevanje prevladujočih gibanj tam. Naprave bodo opremljene tudi s sprejemnikom GPS in laserskim reflektorjem, ki naj bi zagotovil največjo natančnost pri določanju koordinat satelitov. Natančnost merjenja je eden ključnih konceptov v vseh sodobnih znanstvenih poskusih, ko ne gre več za odkrivanje nečesa res novega, ampak dobesedno »opeko za opeko«, da bi poskušali razstaviti znane fizikalne mehanizme pojavov okoli ljudi.
Opozoriti je treba, da Zemljina magnetosfera ni le precej zapletena, ampak tudi spremenljiva v prostoru in času. Zato so znanstveniki precej hitro po začetku vesoljske dobe v zgodovini človeštva začeli izvajati večsatne poskuse, namenjene preučevanju vesolja okoli Zemlje. Če imamo na različnih točkah številne enake instrumente, potem glede na njihove odčitke lahko povsem natančno razumemo, kaj se točno dogaja v magnetosferi našega planeta, kaj na to vpliva "od spodaj" in kako se magnetosfera odziva na nastale motnje na Soncu.
S ponosom lahko rečemo, da je bil »pionir« teh študij mednarodni projekt INTERBALL, ki ga je Rusija pripravila v začetku devetdesetih let, projekt je deloval do začetka 2000 -ih. Nato so leta 2000 Evropejci izstrelili 4 satelite sistema Cluster, ki še vedno delujejo v vesolju. Nadaljevanje magnetosferskih raziskav pri nas je povezano tudi z izvajanjem večsatelitskih projektov. Prvi med njimi bi moral biti projekt Resonance, ki vključuje 4 vesoljska plovila hkrati. Predvideno je, da bodo v vesolje izstreljeni v parih in uporabljeni za preučevanje notranje Zemljine magnetosfere.
Omeniti velja, da so vsi ti projekti precej različni. Izstreljeni "roj" bo deloval na nizki zemeljski orbiti. Najprej je cilj projekta SWARM preučiti, kako natančno nastaja generiranje zemeljskega magnetnega polja. Grozdna vesoljska plovila so trenutno v eliptični polarni orbiti, katere višina se giblje od 19 do 119 tisoč km. Hkrati je bila delovna orbita ruskih satelitov "Resonance" (od 500 do 27 tisoč km) izbrana tako, da se nahaja na določenem območju, ki se vrti z našim planetom. Poleg tega bo vsak od teh projektov človeštvu prinesel delček novega znanja, ki nam bo pomagalo bolje razumeti, kaj se dogaja z Zemljo.
Večina nas ima zelo oddaljeno predstavo o magnetnem polju Zemlje in se spominja nečesa, kar so nas učili v okviru šolskega učnega načrta. Vendar je vloga magnetnega polja veliko širša od običajnega odklona igle kompasa. Magnetno polje ščiti naš planet pred kozmičnimi žarki, ohranja Zemljino atmosfero nedotaknjeno, sončne vetrove ohranja na razdalji in omogoča našemu planetu, da ne ponovi usode Marsa.
Magnetno polje našega planeta je veliko bolj zapletena tvorba, kot je prikazano v šolskih učbenikih, v katerih je shematično upodobljena kot Zemlja z "zataknjenim" palčnim magnetom. Dejansko je Zemljino magnetno polje precej dinamično, glavno vlogo pri njegovem nastanku pa ima vrtenje staljenega jedra Zemlje, ki deluje kot ogromen dinamo. Hkrati pa dinamika sprememb magnetnega polja danes ni le v akademskem interesu. Kršitve geomagnetnega okolja so za navadne ljudi polne motenj v delovanju navigacijskih in komunikacijskih sistemov, okvar elektroenergetskih sistemov in računalniških sistemov ter sprememb v procesih migracije živali. Poleg tega bo preučevanje magnetnega polja znanstvenikom omogočilo boljše razumevanje notranje zgradbe planeta in naravnih skrivnosti, o katerih danes ne vemo veliko.
Prav za ta namen je bila ustanovljena satelitska skupina SWARM. Njihov postopek oblikovanja in montaže je izvedlo znano evropsko vesoljsko podjetje Astrium. Inženirji so pri ustvarjanju teh satelitov lahko utelešali vse več kot 30 -letne izkušnje pri preučevanju magnetnih polj v vesolju, ki jih je Astriumu uspelo zbrati med izvajanjem številnih vesoljskih programov, na primer Champ in Cryosat projekti.
Trije sateliti programa SWARM so v celoti izdelani iz nemagnetnih materialov, zato nimajo svojega magnetnega polja, ki bi lahko izkrivilo potek meritev. Sateliti bodo izstreljeni v dve polarni orbiti. Dva od njih bosta letela drug ob drugem na nadmorski višini 450 km, tretji pa bo v orbiti 520 km. Skupaj bodo lahko med raziskavo izvedli najbolj natančne in temeljite meritve magnetnega polja Zemlje, kar bo znanstvenikom omogočilo, da sestavijo natančen zemljevid geomagnetnega polja in razkrijejo njegovo dinamiko.
