Satelity SWARM będą badać jądro Ziemi

6
Trzy europejskie satelity naukowe projektu SWARM zostały pomyślnie wystrzelone z rosyjskiego kosmodromu Plesetsk w dniu 22 listopada 2013 r. przez konwersyjną rakietę nośną Rokot wyposażoną w górny stopień Breeze-KM. Główne zadanie floty z 3 satelitów będzie pomiarem parametrów pola magnetycznego naszej planety. Cel: aby lepiej zrozumieć, jak to pole rodzi się we wnętrzu Ziemi. Projekt SWARM Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) (przetłumaczony z angielskiego jako „rój”) obejmuje 3 identyczne satelity kosmiczne, z których każdy przenosi ładunek w postaci 7 przyrządów (usługowych i naukowych).

Warto zauważyć, że start 22 listopada jest już trzecim startem rakiety nośnej Rokot, który jest realizowany przez rosyjskie siły kosmiczne z kosmodromu Plesieck. Początkowo planowano, że wystrzelenie satelitów nastąpi już w 3 roku, ale w ostatniej chwili ESA przesunęła wystrzelenie satelitów na listopad 2012 roku. Generał dywizji Aleksander Gołowko dowodził kierownictwem startowym. Po zaledwie 2013 godziny lotu europejskie satelity kosmiczne zostały wystrzelone na daną orbitę okołoziemską, na której będą wykonywać swoją pracę.

Warto dodać, że rakieta Rokot należy do klasy lekkiej i została zbudowana na bazie międzykontynentalnego pocisku balistycznego RS-18. Obecnie ten ICBM przechodzi procedurę likwidacji armii rosyjskiej. Same satelity SWARM należą do projektu Living Planet, którego celem jest badanie Ziemi. Te satelity na orbicie dołączą do działających już tutaj satelitów SMOC, GOCE i innych, które zajmują się badaniem oceanów, lodu morskiego i grawitacji Ziemi. Same sondy kosmiczne Swarm są przeznaczone do prowadzenia badań nad polem magnetycznym planety.

Satelity SWARM będą badać jądro Ziemi
Wystrzelenie rakiety nośnej "Rokot"

W sobotę i niedzielę eksperci Europejskiej Agencji Kosmicznej przeprowadzili liczne testy sprzętu pokładowego zainstalowanego na satelitach i upewnili się, że działa on zgodnie z planem. Następnie satelity z powodzeniem rozmieściły specjalne metalowe pręty, na których zainstalowane są czujniki magnetometryczne. Dane uzyskane przez specjalistów ESA wykazały, że uzyskany stosunek sygnału do szumu jest nawet lepszy niż wcześniej sądzono. Obecnie misja kosmiczna weszła w etap przygotowania pojazdów do regularnej eksploatacji, faza ta potrwa 3 miesiące.

Globalnym zadaniem stojącym przed tą grupą statków kosmicznych jest badanie zmian parametrów pola magnetycznego planety, a także jej środowiska plazmowego oraz korelacji tych wskaźników ze zmianami krajobrazu Ziemi. Celem projektu jest zrozumienie, jak dokładnie rozmieszczona jest „maszyna” do generowania pola magnetycznego naszej planety. Dziś naukowcy sugerują, że pojawia się w wyniku konwekcyjnych przepływów materii w ciekłym zewnętrznym jądrze Ziemi. Ponadto może na nią wpływać skład skorupy i płaszcza planety, jonosfery, magnetosfery i prądy oceaniczne.

Zainteresowania badaniem pola magnetycznego Ziemi nie można nazwać bezczynnością. Oprócz tego, że pole magnetyczne naszej planety orientuje igłę kompasu, chroni nas również przed strumieniem naładowanych cząstek pędzących do nas ze Słońca – tzw. wiatrem słonecznym. W przypadku zakłócenia pola geomagnetycznego Ziemi, na planecie pojawiają się burze geomagnetyczne, które często zagrażają statkom kosmicznym i wielu układom technologicznym na planecie. Twórcy tej misji mają nadzieję ustalić, co obecnie dzieje się z ziemskim polem magnetycznym, którego wartość od 1840 roku spadła o 10-15%, a także ustalić, czy należy spodziewać się np. odwrócenia biegunów.


Eksperci nazywają główną aparaturę naukową na pokładzie statku kosmicznego SWARM magnetometr przeznaczony do pomiaru kierunku i amplitudy pola magnetycznego (jego wektora, stąd nazwa urządzenia - Magnetometr Pola Wektorowego). Aby pomóc mu w odczytach powinien być drugi magnetometr, przeznaczony do pomiaru wielkości pola magnetycznego (ale nie jego kierunku) - Magnetometr Absolute Scalar. Obydwa magnetometry umieszczone są na specjalnym, dość długim, oddalonym pręcie, który na swojej długości stanowi większość satelity (około 2 metry na 4).

Satelity posiadają również urządzenie przeznaczone do pomiaru pól elektrycznych (tzw. Electric Field Instrument). Będzie zajmować się rejestrowaniem parametrów plazmy bliskiej Ziemi: dryfu, prędkości naładowanych cząstek w pobliżu planety, gęstości. Ponadto statki kosmiczne są wyposażone w akcelerometry przeznaczone do pomiaru przyspieszeń niezwiązanych z grawitacją naszej planety. Uzyskanie tych danych jest ważne dla oszacowania gęstości atmosfery na wysokościach satelitarnych (około 300-500 km) i zorientowania się, jakie ruchy tam panują. Ponadto urządzenia będą wyposażone w odbiornik GPS oraz reflektor laserowy, co powinno zapewnić najwyższą dokładność wyznaczania współrzędnych satelitów. Dokładność pomiaru jest jednym z kluczowych pojęć we wszystkich współczesnych eksperymentach naukowych, kiedy nie chodzi już o odkrycie czegoś naprawdę nowego, ale dosłownie o próbę uporządkowania znanych fizycznych mechanizmów zjawisk otaczających ludzi „cegła po cegle”.

Należy zauważyć, że magnetosfera Ziemi jest nie tylko dość złożona, ale także zmienna w czasie i przestrzeni. Dlatego dość szybko po rozpoczęciu ery kosmicznej w Historie ludzkości naukowcy zaczęli przeprowadzać wielosatelitarne eksperymenty mające na celu badanie przestrzeni bliskiej Ziemi. Jeśli mamy kilka identycznych instrumentów w różnych punktach, to z ich odczytów możemy dość dokładnie zrozumieć, co dokładnie dzieje się w magnetosferze naszej planety, co na nią wpływa „od dołu” i jak magnetosfera reaguje na zaburzenia występujące na powierzchni planety. Słońce.


Z dumą możemy powiedzieć, że „pionierem” tych badań był międzynarodowy projekt INTERBALL, który został przygotowany przez Rosję na początku lat 1990., projekt działał do początku XXI wieku. Następnie, w 2000 roku, Europejczycy wystrzelili 2000 satelity systemu Cluster, które nadal pracują w kosmosie. Kontynuacja badań magnetosferycznych w naszym kraju wiąże się również z realizacją projektów wielosatelitarnych. Pierwszym z nich powinien być projekt Resonance, który obejmuje 4 statki kosmiczne jednocześnie. Planuje się, że zostaną wystrzelone w kosmos parami i wykorzystane do badania wewnętrznej magnetosfery Ziemi.

Warto zauważyć, że wszystkie te projekty są zupełnie inne. Wystrzelony „rój” będzie działał na niskiej orbicie okołoziemskiej. Przede wszystkim projekt SWARM ma na celu zbadanie, jak dokładnie generowane jest pole magnetyczne Ziemi. Sonda Cluster znajduje się obecnie na eliptycznej orbicie polarnej, której wysokość waha się od 19 119 do 500 27 km. Jednocześnie orbita robocza rosyjskich satelitów Rezonans (od XNUMX do XNUMX tys. km) została wybrana w taki sposób, aby znajdowała się w określonym obszarze, który obraca się z naszą planetą. Jednocześnie każdy z tych projektów przyniesie ludzkości nową wiedzę, która pomoże nam lepiej zrozumieć, co dzieje się na Ziemi.

Większość z nas ma bardzo odległe pojęcie o polu magnetycznym Ziemi, pamiętając coś z tego, czego nas uczono w ramach szkolnego programu nauczania. Jednak rola pola magnetycznego jest znacznie szersza niż normalne ugięcie igły kompasu. Pole magnetyczne chroni naszą planetę przed promieniowaniem kosmicznym, utrzymuje ziemską atmosferę w nienaruszonym stanie, oddala wiatry słoneczne i pozwala naszej planecie nie powtórzyć losu Marsa.


Pole magnetyczne naszej planety jest znacznie bardziej złożoną formacją niż to pokazują podręczniki szkolne, w których schematycznie przedstawia się je jako Ziemię z "wklejonym" w nią magnesem sztabkowym. W rzeczywistości ziemskie pole magnetyczne jest dość dynamiczne, a główną rolę w jego powstawaniu odgrywa rotacja stopionego jądra Ziemi, która działa jak ogromne dynamo. Jednocześnie dynamika zmian pola magnetycznego jest dziś przedmiotem zainteresowania nie tylko nauki. Naruszenia środowiska geomagnetycznego są obarczone dla zwykłych ludzi zakłóceniami w działaniu systemów nawigacyjnych i komunikacyjnych, awariami systemów zasilania i systemów komputerowych oraz zmianami w procesach migracji zwierząt. Ponadto badanie pola magnetycznego pozwoli naukowcom lepiej zrozumieć wewnętrzną strukturę planety i tajemnice przyrody, o których tak mało dziś wiemy.

W tym celu powstała konstelacja satelity SWARM. Proces projektowania i montażu przeprowadziła dość znana europejska firma lotnicza Astrium. Tworząc te satelity, inżynierowie byli w stanie wcielić się w ponad 30-letnie doświadczenie w badaniu pól magnetycznych w kosmosie, które Astrium udało się zgromadzić podczas realizacji licznych programów kosmicznych, na przykład projektów Champ i Cryosat.

3 satelity programu SWARM są w całości wykonane z materiałów niemagnetycznych, dzięki czemu nie posiadają własnego pola magnetycznego, które mogłoby zniekształcać pomiary. Satelity zostaną wystrzelone na dwie orbity polarne. Dwa z nich będą latać obok siebie na wysokości 450 km, a trzeci na orbicie 520 km. Wspólnie będą w stanie dokonać najdokładniejszych i najdokładniejszych pomiarów pola magnetycznego Ziemi podczas badań, co pozwoli naukowcom na sporządzenie dokładnej mapy pola geomagnetycznego i ujawnienie jego dynamiki.

Źródła informacji:
http://rus.ruvr.ru/2013_11_24/Kosmicheskij-zond-dlja-zemnogo-jadra-4618
http://www.dailytechinfo.org/space/5210-sputniki-swarm-kotorye-budut-rabotat-gruppoy-gotovyatsya-k-zapusku.html
http://news.mail.ru/society/15824127
http://www.innoros.ru/news/regions/13/11/tri-sputnika-swarm-otpravilis-v-kosmos-s-rokotom
6 komentarzy
informacja
Drogi Czytelniku, aby móc komentować publikację, musisz login.
  1. Wołchow
    0
    27 listopada 2013 10:29
    Dobre satelity - ktoś z góry potrzebuje sygnału o końcu świata i są do tego całkiem odpowiednie.
    Odroczenie startu o rok wiąże się z opóźnieniem ponownego połączenia magnetycznego – gdyby wystartowały wcześniej, mogły zejść z orbity przed interesującym momentem.
    Wydaje się, że rozwiązanie dla pola magnetycznego istnieje od 2003 r., w 2008 r. powstał dość szczegółowy artykuł.
    http://sinteh.info/?p=1992
    Stopniowo to było dopracowywane, schemat był szczegółowy, ale „naukowe dynamo” zmarło dokładnie w 2003 roku.
  2. AVV
    +1
    27 listopada 2013 11:13
    W ten sposób trzeba radzić sobie z innymi pociskami z wychodzącym zasobem i wykorzystywać je do celów komercyjnych, a nie jak w latach 90. wszystko było cięte i siekane bezskutecznie !!!ZSRS zostawił nam tyle pieniędzy, w postaci opracowań technicznych, pomysłów, rysunków, sprzętu, obrabiarek, rakiet, wynalazków, wystarczy je mądrze wykorzystać !!!
  3. wolland
    0
    27 listopada 2013 12:36
    Dlaczego nie tylko wasze satelity, chciałbym być Rosjaninem, a nie Europejczykiem ....
  4. 0
    27 listopada 2013 20:26
    Satelity zdecydowanie mają podwójny cel! A pierwszy dźwięczny jest o rząd wielkości mniejszy niż drugi za kulisami.
  5. +1
    27 listopada 2013 21:53
    cóż, podobno zbliża się zmiana biegunów magnetycznych... skoro satelity są wystrzeliwane...
  6. 0
    28 listopada 2013 16:40
    Czy sprawdzili swój „spokój”? Może jest to część rozmieszczanej harfy europejskiej!
  7. 0
    29 listopada 2013 11:33
    A co zobaczą w jądrze z orbity?
  8. Dmitrij Woronez
    0
    14 grudnia 2013 14:33
    Kolejny zwykły satelita wojskowy)