سه ماهواره علمی اروپایی پروژه SWARM با موفقیت از فضاپیمای Plesetsk روسیه در 22 نوامبر 2013 با وسیله نقلیه پرتاب Rokot مجهز به مرحله بالایی Briz-KM پرتاب شد. وظیفه اصلی ناوگان 3 ماهواره اندازه گیری پارامترهای میدان مغناطیسی سیاره ما خواهد بود. هدف: درک بهتر نحوه تولد این میدان در روده های زمین. پروژه آژانس فضایی اروپا (ESA) SWARM (ترجمه شده از انگلیسی "swarm") شامل 3 ماهواره فضایی یکسان است که هر یک از آنها محموله ای را در قالب 7 ابزار (خدماتی و علمی) حمل می کند.
لازم به ذکر است که پرتاب در 22 نوامبر در حال حاضر سومین پرتاب موشک حامل Rokot است که توسط نیروهای هوافضا روسیه از کیهان ساز Plesetsk انجام می شود. در ابتدا ، برنامه ریزی شده بود که پرتاب ماهواره ها در سال 2012 انجام شود ، اما در آخرین لحظه ESA پرتاب ماهواره ها را به نوامبر 2013 موکول کرد. فرمانده این پرتاب توسط سرلشکر منطقه شرقی قزاقستان الکساندر گولوکو بود. پس از تنها 1 ، 5 ساعت پرواز ، ماهواره های فضایی اروپایی به مدار معینی نزدیک به زمین پرتاب شدند و در آن کار خود را انجام خواهند داد.
لازم به ذکر است که موشک پرتاب Rokot متعلق به کلاس سبک است و بر اساس موشک بالستیک قاره پیمای RS-18 ساخته شده است. در حال حاضر ، این ICBM مراحل خروج از خدمت ارتش روسیه را طی می کند. ماهواره های SWARM خود متعلق به پروژه Living Planet هستند که با هدف کاوش در زمین انجام شده است. این ماهواره ها در مدار به فضاپیماهای SMOC ، GOCE و دیگر ماهواره هایی که در حال مطالعه اقیانوس ها ، یخ دریا و گرانش زمین هستند ، ملحق می شوند. کاوشگرهای فضایی Swarm خود برای انجام تحقیقات برای مطالعه میدان مغناطیسی این سیاره طراحی شده اند.
پرتاب موشک حامل Rokot
در روزهای شنبه و یکشنبه ، آژانس فضایی اروپا آزمایش های متعددی از تجهیزات پردازنده نصب شده بر روی ماهواره ها انجام داد و از عملکرد مطابق برنامه ریزی شده اطمینان حاصل کرد. پس از آن ، ماهواره ها با خیال راحت میله های فلزی خاصی را نصب کردند که روی آنها سنسورهای مغناطیس سنج نصب شده است. داده های به دست آمده توسط متخصصان ESA نشان داد که نسبت سیگنال به نویز به دست آمده حتی بهتر از تصور قبلی است. در حال حاضر ، ماموریت فضایی وارد مرحله آماده سازی وسایل نقلیه برای عملکرد عادی شده است ، این مرحله 3 ماه به طول خواهد انجامید.
وظیفه جهانی پیش روی این گروه از فضاپیماها مطالعه تغییرات پارامترهای میدان مغناطیسی سیاره و همچنین محیط پلاسمایی آن و ارتباط این شاخص ها با تغییرات چشم انداز زمینی است. هدف این پروژه این است که بفهمیم "ماشین" برای تولید میدان مغناطیسی سیاره ما دقیقاً چگونه تنظیم شده است. امروزه دانشمندان معتقدند که به دلیل جریانهای همرفتی ماده در هسته مایع بیرونی زمین ظاهر می شود. علاوه بر این ، می توان از ترکیب پوسته و گوشته این سیاره ، یونوسفر ، مغناطسفر و جریانات اقیانوسی تأثیر پذیرفت.
علاقه به مطالعه میدان مغناطیسی زمین را نمی توان بیکار نامید. علاوه بر این واقعیت که میدان مغناطیسی سیاره ما سوزن قطب نما را جهت می دهد ، همچنین همه ما را از جریان ذرات باردار که از خورشید به سمت ما هجوم می آورند محافظت می کند - به اصطلاح باد خورشیدی.در صورت به هم خوردن میدان ژئومغناطیس زمین ، طوفان های ژئومغناطیسی روی کره زمین رخ می دهد که اغلب سفینه ها و بسیاری از سیستم های تکنولوژیکی روی کره زمین را به خطر می اندازد. سازندگان این مأموریت امیدوارند آنچه را که در حال حاضر با میدان مغناطیسی زمین اتفاق می افتد ، که میزان آن از سال 1840 10-15 درصد کاهش یافته است ، ثابت کنند و همچنین ثابت کنند که آیا به عنوان مثال ، انتظار تغییر قطب ها را داریم.
کارشناسان تجهیزات اصلی علمی موجود در فضاپیمای SWARM را مغناطیس سنج می نامند که برای اندازه گیری جهت و دامنه میدان مغناطیسی طراحی شده است (بردار آن ، از این رو نام دستگاه - بردار مغناطیس سنج میدان). مغناطیس سنج دوم ، که برای اندازه گیری اندازه میدان مغناطیسی (اما نه جهت آن) طراحی شده است - مغناطیس سنج اسکالر مطلق ، باید به او در قرائت کمک کند. هر دو مغناطیس سنج بر روی یک میله مخصوص به اندازه کافی بلند قرار گرفته اند که بیشتر ماهواره را در طول آن (حدود 4 متر از 9) تشکیل می دهد.
همچنین در ماهواره ها ابزاری برای اندازه گیری میدان های الکتریکی وجود دارد (به نام ابزار میدان الکتریکی). او مشغول ثبت پارامترهای پلاسمای نزدیک به زمین است: رانش ، سرعت ذرات باردار در نزدیکی سیاره ، چگالی. علاوه بر این ، این فضاپیما مجهز به شتاب سنج هایی است که برای اندازه گیری شتاب های مربوط به گرانش سیاره ما طراحی نشده است. بدست آوردن این داده ها برای ارزیابی چگالی جو در ارتفاع ماهواره ها (حدود 300-500 کیلومتر) و ایده گرفتن از حرکات غالب در آنجا مهم است. همچنین دستگاه ها مجهز به گیرنده GPS و بازتابنده لیزری خواهند بود که باید بالاترین دقت را در تعیین مختصات ماهواره ها تضمین کند. دقت اندازه گیری یکی از مفاهیم کلیدی در تمام آزمایشات علمی مدرن است ، زمانی که دیگر نیازی به کشف چیزی واقعاً جدید نیست ، بلکه به معنای واقعی کلمه "آجر به آجر" است تا سعی شود مکانیسم های فیزیکی شناخته شده پدیده ها را در اطراف افراد جدا کند.
لازم به ذکر است که مگنتوسفر زمین نه تنها کاملاً پیچیده است ، بلکه در فضا و زمان نیز قابل تغییر است. بنابراین ، به سرعت پس از آغاز عصر فضا در تاریخ بشریت ، دانشمندان شروع به انجام آزمایشات چند ماهواره ای با هدف مطالعه فضای نزدیک زمین کردند. اگر تعدادی ابزار یکسان در نقاط مختلف داشته باشیم ، با توجه به قرائت آنها ، می توانیم بطور دقیق بفهمیم که دقیقاً در مغناطیس کره زمین چه می گذرد ، چه چیزی "از پایین" روی آن تأثیر می گذارد و چگونه مغناطیسفر در برابر اختلالات رخ می دهد. روی خورشید
با افتخار می توان گفت که "پیشگام" این مطالعات پروژه بین المللی INTERBALL بود که توسط روسیه در اوایل دهه 1990 تهیه شد ، این پروژه تا اوایل سال 2000 کار کرد. سپس ، در سال 2000 ، اروپایی ها 4 ماهواره از سیستم خوشه را پرتاب کردند که هنوز در فضا کار می کنند. ادامه تحقیقات مگنتوسفر در کشور ما نیز با اجرای پروژه های چند ماهواره ای همراه است. اولین آنها باید پروژه رزونانس باشد که شامل 4 فضاپیما به طور همزمان است. برنامه ریزی شده است که آنها دو به دو به فضا پرتاب شوند و برای مطالعه مگنتوسفر داخلی زمین مورد استفاده قرار گیرد.
شایان ذکر است که همه این پروژه ها کاملاً متفاوت هستند. "ازدحام" پرتاب شده در مدار زمین کم کار می کند. اول از همه ، پروژه SWARM با هدف مطالعه چگونگی دقیقاً ایجاد میدان مغناطیسی زمین انجام می شود. فضاپیماهای خوشه ای در حال حاضر در مدار قطبی بیضوی قرار دارند که ارتفاع آنها از 19 تا 119 هزار کیلومتر متغیر است. در همان زمان ، مدار کار ماهواره های روسی "رزونانس" (از 500 تا 27 هزار کیلومتر) به گونه ای انتخاب شد که در منطقه خاصی قرار داشته باشد ، که با سیاره ما می چرخد. علاوه بر این ، هر یک از این پروژه ها بخشی جدیدی از دانش را برای بشریت به ارمغان می آورند که به ما کمک می کند آنچه را که در زمین اتفاق می افتد بهتر درک کنیم.
بسیاری از ما تصور بسیار دور از میدان مغناطیسی زمین داریم و چیزی را به یاد می آوریم که به عنوان بخشی از برنامه درسی مدرسه به ما آموزش داده شد. با این حال ، نقش میدان مغناطیسی بسیار گسترده تر از انحراف معمول سوزن قطب نما است. میدان مغناطیسی از سیاره ما در برابر اشعه های کیهانی محافظت می کند ، جو زمین را دست نخورده نگه می دارد ، بادهای خورشیدی را در فاصله ای نگه می دارد و به سیاره ما اجازه می دهد سرنوشت مریخ را تکرار نکند.
میدان مغناطیسی سیاره ما بسیار پیچیده تر از آنچه در کتابهای درسی نشان داده شده است ، است که در آن به صورت شماتیک به عنوان زمین با آهنربای میله ای "چسبیده" در آن نشان داده شده است. در واقع میدان مغناطیسی زمین کاملاً پویا است و نقش اصلی در شکل گیری آن چرخش هسته مذاب زمین است که به عنوان یک دیناموی بزرگ عمل می کند. در عین حال ، پویایی تغییرات در میدان مغناطیسی امروزه نه تنها مورد علاقه دانشگاهی است. نقض محیط ژئومغناطیس برای مردم عادی مملو از اختلال در عملکرد سیستم های ناوبری و ارتباطی ، خرابی سیستم های قدرت و سیستم های محاسباتی و تغییر در فرایندهای مهاجرت حیوانات است. علاوه بر این ، مطالعه میدان مغناطیسی به دانشمندان این امکان را می دهد تا ساختار داخلی سیاره و اسرار طبیعی را که امروزه اطلاعات زیادی در مورد آنها نداریم ، بهتر درک کنند.
گروه ماهواره ای SWARM به همین منظور ایجاد شد. مراحل طراحی و مونتاژ آنها توسط شرکت مشهور اروپایی هوافضا Astrium انجام شد. در ایجاد این ماهواره ها ، مهندسان توانستند تجربیات بیش از 30 سال در زمینه مطالعه میدان های مغناطیسی در فضا را تجسم کنند ، که Astrium موفق شده است در طول اجرای برنامه های فضایی متعدد ، به عنوان مثال ، Champ و Cryosat جمع آوری کند. پروژه ها.
3 ماهواره برنامه SWARM کاملاً از مواد غیر مغناطیسی ساخته شده اند ، بنابراین میدان مغناطیسی خود را ندارند ، که می تواند مسیر اندازه گیری ها را مخدوش کند. ماهواره ها به دو مدار قطبی پرتاب می شوند. دو مورد از آنها در ارتفاع 450 کیلومتری در کنار یکدیگر پرواز می کنند و سومی در مدار 520 کیلومتری قرار دارد. آنها با هم می توانند دقیق ترین و دقیق ترین اندازه گیری های میدان مغناطیسی زمین را در طول تحقیقات انجام دهند ، که به دانشمندان اجازه می دهد نقشه دقیقی از میدان زمین مغناطیسی تهیه کرده و پویایی آن را آشکار کنند.
