Tre satelliti scientifici europei del progetto SWARM sono stati lanciati con successo dal cosmodromo russo di Plesetsk il 22 novembre 2013 con il veicolo di lancio per la conversione Rokot dotato dello stadio superiore Briz-KM. Il compito principale della flottiglia di 3 satelliti sarà misurare i parametri del campo magnetico del nostro pianeta. Scopo: comprendere meglio come nasce questo campo nelle viscere della Terra. Il progetto dell'Agenzia spaziale europea (ESA) SWARM (tradotto dall'inglese "swarm") comprende 3 satelliti spaziali identici, ognuno dei quali trasporta un carico utile sotto forma di 7 strumenti (di servizio e scientifici).
Va notato che il lancio del 22 novembre è già il terzo lancio del razzo vettore Rokot, effettuato dalle forze aerospaziali russe dal cosmodromo di Plesetsk. Inizialmente, era previsto che il lancio dei satelliti fosse effettuato nel 2012, ma all'ultimo momento l'ESA ha posticipato il lancio dei satelliti a novembre 2013. Il lancio è stato comandato dal maggiore generale della regione del Kazakistan orientale Alexander Golovko. Dopo appena 1,5 ore di volo, i satelliti spaziali europei sono stati lanciati in una determinata orbita vicina alla Terra, nella quale svolgeranno il loro lavoro.
Va notato che il veicolo di lancio Rokot appartiene alla classe leggera ed è stato costruito sulla base del missile balistico intercontinentale RS-18. Attualmente, questo missile balistico intercontinentale è in fase di smantellamento dell'esercito russo. Gli stessi satelliti SWARM appartengono al progetto Living Planet, che ha lo scopo di esplorare la Terra. Questi satelliti in orbita si uniranno al veicolo spaziale già operativo SMOC, GOCE e altri satelliti impegnati nello studio degli oceani, del ghiaccio marino e della gravità terrestre. Le stesse sonde spaziali Swarm sono progettate per condurre ricerche per studiare il campo magnetico del pianeta.
Lancio del razzo vettore Rokot
Durante sabato e domenica, l'Agenzia Spaziale Europea ha effettuato numerosi test delle apparecchiature di bordo installate sui satelliti e ne ha verificato il funzionamento come previsto. Successivamente, i satelliti hanno distribuito in sicurezza speciali barre di metallo su cui sono installati i sensori magnetometrici. I dati ottenuti dagli specialisti dell'ESA hanno dimostrato che il rapporto segnale-rumore ottenuto è addirittura migliore di quanto ipotizzato in precedenza. Attualmente, la missione spaziale è entrata nella fase di preparazione dei veicoli per il normale funzionamento, questa fase durerà 3 mesi.
Il compito globale di questo gruppo di veicoli spaziali è studiare i cambiamenti nei parametri del campo magnetico del pianeta, così come il suo ambiente plasmatico, e la correlazione di questi indicatori con i cambiamenti nel paesaggio terrestre. L'obiettivo del progetto è capire come è organizzata esattamente la “macchina” per generare il campo magnetico del nostro pianeta. Oggi gli scienziati suggeriscono che sembra dovuto a flussi convettivi di materia nel nucleo liquido esterno della Terra. Inoltre, può essere influenzato dalla composizione della crosta e del mantello del pianeta, dalla ionosfera, dalla magnetosfera e dalle correnti oceaniche.
L'interesse per lo studio del campo magnetico terrestre non può essere definito inattivo. Oltre al fatto che il campo magnetico del nostro pianeta orienta l'ago della bussola, protegge anche tutti noi dal flusso di particelle cariche che si precipitano verso di noi dal Sole - il cosiddetto vento solare. Nel caso in cui il campo geomagnetico terrestre sia disturbato, si verificano tempeste geomagnetiche sul pianeta, che spesso mettono in pericolo i veicoli spaziali e molti sistemi tecnologici del pianeta. I creatori di questa missione sperano di stabilire cosa sta accadendo attualmente con il campo magnetico terrestre, la cui magnitudo è diminuita del 10-15% dal 1840, e anche di stabilire se dobbiamo aspettarci, ad esempio, un cambio di poli.
Gli esperti chiamano la principale attrezzatura scientifica a bordo della navicella spaziale SWARM un magnetometro progettato per misurare la direzione e l'ampiezza del campo magnetico (il suo vettore, da cui il nome del dispositivo - Vector Field Magnetometer). Il secondo magnetometro, progettato per misurare la grandezza del campo magnetico (ma non la sua direzione) - il magnetometro scalare assoluto, dovrebbe aiutarlo a prendere le letture. Entrambi i magnetometri sono posti su una speciale asta di stabilizzazione sufficientemente lunga, che costituisce la maggior parte del satellite lungo la sua lunghezza (circa 4 metri su 9).
Sempre sui satelliti è presente uno strumento atto a misurare i campi elettrici (chiamato Electric Field Instrument). Sarà impegnato nella registrazione dei parametri del plasma vicino alla terra: deriva, velocità delle particelle cariche vicino al pianeta, densità. Inoltre, le navicelle sono dotate di accelerometri progettati per misurare accelerazioni non legate alla gravità del nostro pianeta. Ottenere questi dati è importante per valutare la densità dell'atmosfera all'altitudine dei satelliti (circa 300-500 km) e avere un'idea dei movimenti dominanti lì. Inoltre, i dispositivi saranno dotati di un ricevitore GPS e di un riflettore laser, che dovrebbero garantire la massima precisione nella determinazione delle coordinate dei satelliti. L'accuratezza delle misurazioni è uno dei concetti chiave in tutti i moderni esperimenti scientifici, quando non si tratta più di scoprire qualcosa di veramente nuovo, ma letteralmente “mattone dopo mattone” per cercare di smontare i meccanismi fisici conosciuti dei fenomeni che circondano le persone.
Va notato che la magnetosfera terrestre non è solo abbastanza complessa, ma anche mutevole nello spazio e nel tempo. Pertanto, abbastanza rapidamente dopo l'inizio dell'era spaziale nella storia dell'umanità, gli scienziati hanno iniziato a condurre esperimenti multi-satellite volti a studiare lo spazio vicino alla Terra. Se abbiamo un numero di strumenti identici in punti diversi, quindi in base alle loro letture, possiamo capire abbastanza accuratamente cosa sta succedendo esattamente nella magnetosfera del nostro pianeta, cosa la colpisce "dal basso" e come reagisce la magnetosfera ai disturbi che si verificano sul Sole.
Possiamo dire con orgoglio che il "pioniere" di questi studi è stato il progetto internazionale INTERBALL, che è stato preparato dalla Russia all'inizio degli anni '90, il progetto ha funzionato fino ai primi anni 2000. Poi, nel 2000, gli europei hanno lanciato 4 satelliti del sistema Cluster, ancora funzionanti nello spazio. La continuazione della ricerca magnetosferica nel nostro Paese è anche associata alla realizzazione di progetti multi-satellite. Il primo di questi dovrebbe essere il progetto Resonance, che include 4 veicoli spaziali contemporaneamente. Sono progettati per essere lanciati nello spazio in coppia e usati per studiare la magnetosfera interna della Terra.
Vale la pena notare che tutti questi progetti sono molto diversi. Lo "sciame" lanciato opererà in orbita terrestre bassa. Innanzitutto, il progetto SWARM ha lo scopo di studiare come avviene esattamente la generazione del campo magnetico terrestre. I veicoli spaziali a grappolo si trovano attualmente in un'orbita polare ellittica, la cui altitudine varia da 19 a 119 mila km. Allo stesso tempo, l'orbita di lavoro dei satelliti russi "Resonance" (da 500 a 27 mila km) è stata selezionata in modo tale da trovarsi in una certa area, che ruota con il nostro pianeta. Inoltre, ognuno di questi progetti porterà all'umanità un pezzo di nuova conoscenza che ci aiuterà a capire meglio cosa sta succedendo con la Terra.
La maggior parte di noi ha un'idea molto lontana del campo magnetico terrestre, ricordando qualcosa che ci è stato insegnato come parte del curriculum scolastico. Tuttavia, il ruolo svolto dal campo magnetico è molto più ampio della normale deflessione dell'ago della bussola. Il campo magnetico protegge il nostro pianeta dai raggi cosmici, mantiene intatta l'atmosfera terrestre, tenendo a distanza i venti solari e permettendo al nostro pianeta di non ripetere il destino di Marte.
Il campo magnetico del nostro pianeta è una formazione molto più complessa di quella mostrata nei libri di testo scolastici, in cui è schematicamente rappresentata come la Terra con un magnete a barra "incastrato" al suo interno. In effetti, il campo magnetico terrestre è piuttosto dinamico e il ruolo principale nella sua formazione è giocato dalla rotazione del nucleo fuso della Terra, che funge da enorme dinamo. Allo stesso tempo, la dinamica dei cambiamenti nel campo magnetico è oggi non solo di interesse accademico. Le violazioni dell'ambiente geomagnetico sono gravi per la gente comune con interruzioni nel funzionamento dei sistemi di navigazione e comunicazione, guasti dei sistemi energetici e dei sistemi informatici e cambiamenti nei processi di migrazione degli animali. Inoltre, lo studio del campo magnetico consentirà agli scienziati di comprendere meglio la struttura interna del pianeta e i segreti naturali, di cui oggi non sappiamo molto.
Il gruppo satellitare SWARM è stato creato proprio per questo scopo. Il loro processo di progettazione e assemblaggio è stato effettuato dalla nota azienda aerospaziale europea Astrium. Nella creazione di questi satelliti, gli ingegneri hanno potuto incarnare tutti gli oltre 30 anni di esperienza nello studio dei campi magnetici nello spazio esterno, che Astrium è riuscita ad accumulare durante l'implementazione di numerosi programmi spaziali, ad esempio Champ e Cryosat progetti.
I 3 satelliti del programma SWARM sono completamente realizzati con materiali non magnetici, quindi non hanno un proprio campo magnetico, che potrebbe distorcere l'andamento delle misurazioni. I satelliti saranno lanciati in due orbite polari. Due di loro voleranno fianco a fianco ad un'altitudine di 450 km, e il terzo sarà in orbita di 520 km. Insieme, saranno in grado di effettuare le misurazioni più accurate e approfondite del campo magnetico terrestre durante la ricerca, che consentiranno agli scienziati di elaborare una mappa accurata del campo geomagnetico e rivelarne la dinamica.
