Tri európske vedecké satelity projektu SWARM boli 22. novembra 2013 úspešne vypustené z kozmodrómu ruského Plesetska s nosnou raketou Rokot vybavenou horným stupňom Briz-KM. Hlavnou úlohou flotily 3 satelitov bude zmerať parametre magnetického poľa našej planéty. Účel: lepšie porozumieť tomu, ako sa toto pole rodí v útrobách Zeme. Projekt Európskej vesmírnej agentúry (ESA) SWARM (v preklade z angličtiny „roj“) obsahuje 3 identické vesmírne satelity, z ktorých každý nesie užitočné zaťaženie vo forme 7 nástrojov (servisných a vedeckých).
Je potrebné poznamenať, že štart 22. novembra je už tretím štartom nosnej rakety Rokot, ktorý vykonávajú ruské letecké a kozmické sily z kozmodrómu Plesetsk. Pôvodne sa plánovalo, že vypustenie satelitov sa uskutoční v roku 2012, ale na poslednú chvíľu ESA odložila vypustenie satelitov na november 2013. Štartu velil generálmajor regiónu východného Kazachstanu Alexander Golovko. Už po 1, 5 hodinách letu boli európske vesmírne satelity vypustené na danú obežnú dráhu Zeme, na ktorej budú vykonávať svoju prácu.
Treba poznamenať, že nosná raketa Rokot patrí do ľahkej triedy a bola postavená na základe medzikontinentálnej balistickej rakety RS-18. V súčasnej dobe prebieha táto ICBM v procese vyraďovania ruskej armády z prevádzky. Samotné satelity SWARM patria do projektu Living Planet, ktorý je zameraný na prieskum Zeme. Tieto satelity na obežnej dráhe sa pripoja k už fungujúcim kozmickým lodiam SMOC, GOCE a ďalším satelitom, ktoré sa zaoberajú štúdiom oceánov, morského ľadu a gravitácie Zeme. Vesmírne sondy Swarm sú navrhnuté tak, aby vykonávali výskum na štúdium magnetického poľa planéty.
Štart nosnej rakety Rokot
V sobotu a nedeľu Európska vesmírna agentúra vykonala množstvo testov palubného zariadenia nainštalovaného na satelitoch a ubezpečila sa, že funguje podľa plánu. Potom satelity bezpečne nasadili špeciálne kovové tyče, na ktorých sú nainštalované snímače magnetometra. Údaje získané odborníkmi ESA ukázali, že získaný pomer signálu k šumu je ešte lepší, ako sa pôvodne predpokladalo. V súčasnosti sa vesmírna misia dostala do fázy prípravy vozidiel na pravidelnú prevádzku, táto fáza bude trvať 3 mesiace.
Globálnou úlohou, ktorej čelí táto skupina vesmírnych lodí, je študovať zmeny parametrov magnetického poľa planéty, ako aj jej plazmatického prostredia a koreláciu týchto indikátorov so zmenami v pozemskej krajine. Cieľom projektu je pochopiť, ako je presne usporiadaný „stroj“na generovanie magnetického poľa našej planéty. Vedci dnes naznačujú, že je to kvôli konvekčným tokom hmoty v tekutom vonkajšom jadre Zeme. Okrem toho môže byť ovplyvnené zložením kôry a plášťa planéty, ionosféry, magnetosféry a oceánskych prúdov.
Záujem o štúdium magnetického poľa Zeme nemožno nazvať nečinným. Okrem toho, že magnetické pole našej planéty orientuje ihlu kompasu, chráni nás všetkých aj pred prúdom nabitých častíc, ktoré sa k nám rútia od Slnka - takzvaného slnečného vetra. V prípade, že dôjde k narušeniu geomagnetického poľa Zeme, vyskytnú sa na planéte geomagnetické búrky, ktoré často ohrozujú kozmické lode a mnohé technologické systémy na planéte. Tvorcovia tejto misie dúfajú, že zistia, čo sa v súčasnosti deje s magnetickým poľom Zeme, ktorého veľkosť sa od roku 1840 znížila o 10-15%, a tiež zistia, či by sme mali očakávať napríklad zmenu pólov.
Odborníci nazývajú hlavné vedecké zariadenie na palube kozmickej lode SWARM magnetometr určený na meranie smeru a amplitúdy magnetického poľa (jeho vektor, odtiaľ názov zariadenia - Vector Field Magnetometer). Pri meraní by mu mal pomôcť druhý magnetometer, určený na meranie veľkosti magnetického poľa (ale nie jeho smeru) - absolútny skalárny magnetometer. Oba magnetometre sú umiestnené na špeciálnej dostatočne dlhej výsuvnej tyči, ktorá tvorí väčšinu satelitu po jeho dĺžke (asi 4 metre z 9).
Na satelitoch sa nachádza aj prístroj určený na meranie elektrických polí (nazývaný nástroj elektrického poľa). Bude sa zaoberať registráciou parametrov plazmy blízkej zeme: drift, rýchlosť nabitých častíc v blízkosti planéty, hustota. Kozmická loď je navyše vybavená akcelerometrom určeným na meranie zrýchlení, ktoré nesúvisia s gravitáciou našej planéty. Získanie týchto údajov je dôležité pre posúdenie hustoty atmosféry vo výške satelitov (asi 300-500 km) a získanie predstavy o dominantných pohyboch tam. Zariadenia budú tiež vybavené prijímačom GPS a laserovým reflektorom, ktoré by mali zaistiť najvyššiu presnosť pri určovaní súradníc satelitov. Presnosť merania je jedným z kľúčových konceptov všetkých moderných vedeckých experimentov, keď už nejde o objavovanie niečoho skutočne nového, ale doslova „tehlu o tehlu“, aby ste sa pokúsili rozobrať známe fyzikálne mechanizmy javov okolo ľudí.
Treba poznamenať, že magnetosféra Zeme je nielen dosť zložitá, ale aj premenlivá v priestore a čase. Vedci preto pomerne rýchlo po začiatku vesmírnej éry v histórii ľudstva začali vykonávať multi-satelitné experimenty zamerané na štúdium vesmíru v blízkosti Zeme. Ak máme niekoľko rovnakých nástrojov v rôznych bodoch, potom podľa ich údajov dokážeme celkom presne pochopiť, čo sa presne deje v magnetosfére našej planéty, čo ju ovplyvňuje „zospodu“a ako magnetosféra reaguje na vznikajúce poruchy na Slnku.
Môžeme hrdo povedať, že „priekopníkom“týchto štúdií bol medzinárodný projekt INTERBALL, ktorý pripravilo Rusko na začiatku deväťdesiatych rokov minulého storočia a fungoval až do začiatku dvadsiatych rokov minulého storočia. Potom, v roku 2000, Európania vypustili 4 satelity systému Cluster, ktoré stále pracujú vo vesmíre. Pokračovanie magnetosférického výskumu u nás je spojené aj s realizáciou multi-satelitných projektov. Prvým z nich by mal byť projekt Resonance, ktorý zahŕňa 4 kozmické lode naraz. Plánuje sa, že budú vypustené do vesmíru vo dvojiciach a budú slúžiť na štúdium vnútornej magnetosféry Zeme.
Stojí za zmienku, že všetky tieto projekty sú úplne odlišné. Vynesený „roj“bude fungovať na nízkej obežnej dráhe Zeme. Projekt SWARM je predovšetkým zameraný na štúdium toho, ako presne prebieha generovanie magnetického poľa Zeme. Klastrové vesmírne lode sa v súčasnosti nachádzajú na eliptickej polárnej dráhe, ktorej nadmorská výška sa pohybuje od 19 do 119 tisíc km. Pracovná dráha ruských satelitov „Rezonancia“(od 500 do 27 000 km) bola súčasne vybraná tak, aby sa nachádzala v určitej oblasti, ktorá sa otáča s našou planétou. Každý z týchto projektov navyše prinesie ľudstvu kus nových znalostí, ktoré nám pomôžu lepšie porozumieť tomu, čo sa deje so Zemou.
Väčšina z nás má veľmi vzdialenú predstavu o magnetickom poli Zeme a pamätá si niečo, čo nás učili ako súčasť školských osnov. Úloha, ktorú hrá magnetické pole, je však oveľa širšia ako obvyklé vychýlenie ihly kompasu. Magnetické pole chráni našu planétu pred kozmickým žiarením, udržuje neporušenú zemskú atmosféru, drží slnečné vetry na diaľku a umožňuje našej planéte neopakovať osud Marsu.
Magnetické pole našej planéty je oveľa zložitejším útvarom, ako je uvedené v školských učebniciach, v ktorých je schematicky znázornený ako Zem s tyčovým magnetom, ktorý je do nej „zapichnutý“. V skutočnosti je magnetické pole Zeme dosť dynamické a hlavnú úlohu pri jeho formovaní zohráva rotácia roztaveného jadra Zeme, ktoré funguje ako obrovské dynamo. Dynamika zmien v magnetickom poli je dnes nielen akademicky zaujímavá. Porušenia geomagnetického prostredia sú pre bežných ľudí spojené s narušením prevádzky navigačných a komunikačných systémov, zlyhaním energetických systémov a počítačových systémov a zmenami v procesoch migrácie zvierat. Štúdium magnetického poľa navyše umožní vedcom lepšie porozumieť vnútornej štruktúre planéty a prírodným tajomstvám, o ktorých dnes veľa nevieme.
Satelitná skupina SWARM bola vytvorená práve na tento účel. Ich návrh a proces montáže vykonala známa európska letecká spoločnosť Astrium. Pri vytváraní týchto satelitov mohli inžinieri stelesniť všetky viac ako 30 -ročné skúsenosti so štúdiom magnetických polí vo vesmíre, ktoré sa Astriu podarilo nazhromaždiť počas implementácie mnohých vesmírnych programov, napríklad Champ a Cryosat projektov.
3 satelity programu SWARM sú kompletne vyrobené z nemagnetických materiálov, takže nemajú vlastné magnetické pole, ktoré by mohlo narušiť priebeh meraní. Družice budú vypustené na dve polárne dráhy. Dvaja z nich poletia vedľa seba vo výške 450 km a tretí bude na obežnej dráhe 520 km. Spoločne budú môcť počas výskumu vykonávať najpresnejšie a najdôkladnejšie merania magnetického poľa Zeme, čo umožní vedcom zostaviť presnú mapu geomagnetického poľa a odhaliť jeho dynamiku.
