שלושה לוויינים מדעיים אירופיים של פרויקט SWARM שוגרו בהצלחה מהקוסמודרומה הפלסטיתסק הרוסית ב -22 בנובמבר 2013 עם רכב השיגור של המרת רוקוט המצויד בבמה העליונה Briz-KM. המשימה העיקרית של משט 3 הלוויינים תהיה מדידת הפרמטרים של השדה המגנטי של כוכב הלכת שלנו. מטרה: להבין טוב יותר כיצד השדה הזה נולד במעיים של כדור הארץ. הפרויקט של סוכנות החלל האירופית (ESA) SWARM (בתרגום מאנגלית "נחיל") כולל 3 לווייני חלל זהים, שכל אחד מהם נושא מטען בצורה של 7 מכשירים (שירות ומדעי).
יש לציין כי השיגור ב -22 בנובמבר הוא כבר השיגור השלישי של רקטת נושאת רוקוט, המתבצעת על ידי כוחות החלל הרוסים מקוסמודרום פלסצק. בתחילה תוכנן כי שיגור הלוויינים יבוצע בשנת 2012, אך ברגע האחרון ממשלת ESA דחתה את שיגור הלוויינים לנובמבר 2013. על השיגור פיקד האלוף של אזור מזרח קזחסטן אלכסנדר גולובקו. לאחר טיסה של 1 וחמש שעות בלבד, שוגרו לווייני חלל אירופיים למסלול נתון הקרוב לכדור הארץ, שבו הם יבצעו את עבודתם.
יש לציין כי רכב השיגור של רוקוט שייך למחלקה הקלה ונבנה על בסיס הטיל הבליסטי הבין-יבשתי RS-18. נכון לעכשיו, ICBM זה עובר הליך של הפסקת הצבא הרוסי. לווייני ה- SWARM עצמם שייכים לפרויקט Living Planet, שמטרתו לחקור את כדור הארץ. לוויינים אלה במסלול יצטרפו לחללית הפועלת כבר SMOC, GOCE ולוויינים אחרים העוסקים בחקר האוקיינוסים, קרח הים וכוח המשיכה של כדור הארץ. בדיקות החלל הנחיל עצמן נועדו לערוך מחקר לחקר השדה המגנטי של הפלנטה.
שיגור רקטת נושאת רוקוט
במהלך שבת וראשון ביצעה סוכנות החלל האירופית בדיקות רבות של הציוד המשולב המותקן על הלוויינים ודאגה לתפקודו כמתוכנן. לאחר מכן, הלוויינים פרסו בבטחה מוטות מתכת מיוחדים שעליהם מותקנים חיישני מגנטומטר. הנתונים שהתקבלו על ידי מומחי ESA הוכיחו כי יחס האות לרעש שהושג הוא אפילו טוב יותר ממה שהניח בעבר. נכון לעכשיו, משימת החלל נכנסה לשלב הכנת הרכבים לפעולה סדירה, שלב זה יימשך 3 חודשים.
המשימה הגלובלית העומדת בפני קבוצת חלליות זו היא ללמוד שינויים בפרמטרים של השדה המגנטי של הפלנטה, כמו גם בסביבת הפלזמה שלה, וההתאמה של אינדיקטורים אלה עם שינויים בנוף היבשתי. מטרת הפרויקט היא להבין כיצד בדיוק מסודרת "המכונה" ליצירת השדה המגנטי של כוכב הלכת שלנו. כיום מדענים מציעים כי הוא מופיע עקב זרימות חומר סבוכות בליבה החיצונית הנוזלית של כדור הארץ. בנוסף, היא יכולה להיות מושפעת מהרכב הקרום ומעטפת הכוכב, היונוספירה, המגנטוספירה וזרמי האוקיינוס.
לא ניתן לקרוא עניין בחקר השדה המגנטי של כדור הארץ בטלה. בנוסף לכך שהשדה המגנטי של כוכב הלכת שלנו מכוון את מחט המצפן, הוא מגן גם על כולנו מפני זרימת חלקיקים טעונים הממהרים לעברנו מהשמש - רוח השמש.במקרה שהשדה הגיאומגנטי של כדור הארץ יופרע, מתרחשות סערות גיאומגנטיות על הפלנטה, מה שמסכן לעתים קרובות חלליות ומערכות טכנולוגיות רבות על פני כדור הארץ. יוצרי המשימה הזו מקווים לבסס את מה שקורה כרגע עם השדה המגנטי של כדור הארץ, שעוצמתו פחתה ב-10-15% מאז 1840, וגם לקבוע האם עלינו לצפות למשל לשינוי קטבים.
מומחים מכנים את הציוד המדעי העיקרי שעל סיפון חללית ה- SWARM כמגנומטר שנועד למדוד את הכיוון ואת המשרעת של השדה המגנטי (הווקטור שלו, ומכאן שמו של המכשיר - Vector Field Magnetometer). המגנומטר השני, שנועד למדוד את גודל השדה המגנטי (אך לא כיוונו) - המגנומטר סקלרי אבסולוטי, אמור לעזור לו לבצע קריאות. שני המגנומטרים ממוקמים על מוט יציב מספיק ארוך, המהווה את רוב הלוויין לאורכו (כ -4 מטרים מתוך 9).
כמו כן על הלוויינים יש מכשיר המיועד למדידת שדות חשמליים (הנקרא Electric Field Instrument). הוא יעסוק ברישום הפרמטרים של הפלזמה הקרובה לכדור הארץ: סחיפה, מהירות חלקיקים טעונים ליד כדור הארץ, צפיפות. בנוסף, החללית מצוידת במדי תאוצה המיועדים למדידת תאוצות שאינן קשורות לכוח הכבידה של כוכב הלכת שלנו. השגת נתונים אלה חשובה להערכת צפיפות האטמוספירה בגובה הלוויינים (כ-300-500 ק"מ) וקבלת מושג על התנועות הדומיננטיות שם. כמו כן, המכשירים יהיו מצוידים במקלט GPS ורפלקטור לייזר, שאמור להבטיח את הדיוק הגבוה ביותר בקביעת קואורדינטות הלוויינים. דיוק המדידה הוא אחד ממושגי המפתח בכל הניסויים המדעיים המודרניים, כאשר כבר לא מדובר על גילוי משהו ממש חדש, אלא ממש "לבנים אחר לבנים" כדי לנסות לפרק את המנגנונים הפיזיים הידועים של התופעות סביב אנשים.
יש לציין כי המגנטוספירה של כדור הארץ אינה רק מורכבת למדי, אלא גם ניתנת לשינוי בחלל ובזמן. לכן, די מהר לאחר תחילת עידן החלל בהיסטוריה של האנושות, מדענים החלו לערוך ניסויים מרובי לוויינים שמטרתם ללמוד חלל קרוב לכדור הארץ. אם יש לנו מספר מכשירים זהים בנקודות שונות, על פי קריאותיהם, נוכל להבין במדויק מה בדיוק קורה במגנטוספירה של הפלנטה שלנו, מה משפיע עליו "מלמטה" וכיצד המגנטוספירה מגיבה להפרעות המתרחשות על השמש.
אנו יכולים לומר בגאווה כי "חלוץ" המחקרים הללו היה הפרויקט הבינלאומי INTERBALL, שהוכן על ידי רוסיה בתחילת שנות התשעים, הפרויקט פעל עד תחילת שנות האלפיים. ואז, בשנת 2000, שיגרו האירופאים 4 לוויינים של מערכת האשכול, שעדיין עובדים בחלל. המשך המחקר המגנטוספרי במדינה שלנו קשור גם ליישום פרויקטים מרובי לוויינים. הראשון מביניהם צריך להיות פרויקט Resonance, הכולל 4 חלליות בבת אחת. הם מתוכננים להיות משוגרים לחלל בזוגות ומשמשים אותם לחקר המגנטוספירה הפנימית של כדור הארץ.
ראוי לציין כי כל הפרויקטים הללו שונים למדי. "נחיל" השיגור יפעל במסלול כדור הארץ הנמוך. קודם כל, פרויקט SWARM נועד ללמוד כיצד בדיוק מתרחש הדור של השדה המגנטי של כדור הארץ. חלליות אשכול נמצאות כיום במסלול קוטבי אליפטי, שגובהו נע בין 19 ל -199 אלף ק"מ. במקביל, מסלול העבודה של הלוויינים הרוסים "תהודה" (בין 500 ל -27 אלף ק"מ) נבחר באופן שימוקם באזור מסוים, המסתובב עם כוכב הלכת שלנו. יתר על כן, כל אחד מהפרויקטים הללו יביא לאנושות פיסת ידע חדשה שתסייע לנו להבין טוב יותר מה קורה עם כדור הארץ.
לרובנו יש מושג רחוק מאוד לגבי השדה המגנטי של כדור הארץ, וזוכר משהו שלימדו אותנו כחלק מתוכנית הלימודים בבית הספר. עם זאת, התפקיד שממלא השדה המגנטי רחב בהרבה מהסטייה הרגילה של מחט המצפן. השדה המגנטי מגן על כוכב הלכת שלנו מפני קרניים קוסמיות, הוא שומר על האטמוספירה של כדור הארץ על כנו, שומר על הרוחות השמשות במרחק ומאפשר לכוכב הלכת שלנו לא לחזור על גורלו של מאדים.
השדה המגנטי של כוכב הלכת שלנו הוא מבנה הרבה יותר מורכב ממה שמוצג בספרי הלימוד של בתי הספר, שבו הוא מתואר באופן סכמטי ככדור הארץ עם מגנט מוט "תקוע" לתוכו. למעשה, השדה המגנטי של כדור הארץ הוא דינמי למדי, ואת התפקיד העיקרי בהיווצרותו ממלאים סיבוב הגרעין המותך של כדור הארץ, המשמש דינמו עצום. יחד עם זאת, הדינמיקה של שינויים בשדה המגנטי היא היום לא רק עניין אקדמי. הפרות של הסביבה הגיאומגנטית טומנות בחובה אנשים רגילים עם הפרעות בתפעול מערכות הניווט והתקשורת, כשל במערכות החשמל ומערכות המחשוב ושינויים בתהליכי נדידת בעלי חיים. בנוסף, חקר השדה המגנטי יאפשר למדענים להבין טוב יותר את המבנה הפנימי של כוכב הלכת ואת סודות הטבע, עליהם איננו יודעים הרבה כיום.
קבוצת הלוויין SWARM נוצרה בדיוק למטרה זו. תהליך העיצוב וההרכבה שלהם בוצע על ידי חברת התעופה והחלל האירופית הידועה אסטריום. ביצירת לוויינים אלה הצליחו המהנדסים לגלם את כל יותר מ -30 שנות הניסיון בחקר שדות מגנטיים בחלל החיצון, אשר הצליחה אסטריום לצבור במהלך יישום תוכניות חלל רבות, למשל, האלוף וקריוסאט. פרויקטים.
שלושת הלוויינים של תוכנית SWARM עשויים לחלוטין מחומרים לא מגנטיים, כך שאין להם שדה מגנטי משלהם, מה שעלול לעוות את מהלך המדידות. הלוויינים ישוגרו לשני מסלולי קוטב. שניים מהם יטוסו זה לצד זה בגובה של 450 ק"מ, והשלישי יהיה במסלול של 520 ק"מ. יחד, הם יוכלו לבצע את המדידות המדויקות והיסודיות ביותר של השדה המגנטי של כדור הארץ במהלך המחקר, מה שיאפשר למדענים לצייר מפה מדויקת של השדה הגיאומגנטי ולחשוף את הדינמיקה שלו.
