ดาวเทียมวิทยาศาสตร์ยุโรปสามดวงของโครงการ SWARM ประสบความสำเร็จในการเปิดตัวจาก Russian Plesetsk cosmodrome เมื่อวันที่ 22 พฤศจิกายน 2013 ด้วยยานพาหนะเปิดตัว Rokot Conversion ที่ติดตั้งเวทีบน Briz-KM งานหลักของกองเรือรบ 3 ดวงคือการวัดพารามิเตอร์ของสนามแม่เหล็กของโลกของเรา วัตถุประสงค์: เพื่อให้เข้าใจมากขึ้นว่าสนามนี้เกิดมาในลำไส้ของโลกอย่างไร โครงการของ European Space Agency (ESA) SWARM (แปลจากภาษาอังกฤษว่า "swarm") ประกอบด้วยดาวเทียมอวกาศที่เหมือนกัน 3 ดวง ซึ่งแต่ละดวงมีน้ำหนักบรรทุกในรูปแบบของเครื่องมือ 7 ชิ้น (บริการและวิทยาศาสตร์)
ควรสังเกตว่าการเปิดตัวในวันที่ 22 พฤศจิกายนเป็นการเปิดตัวจรวดขนส่ง Rokot ครั้งที่สามซึ่งดำเนินการโดยกองกำลังการบินและอวกาศของรัสเซียจาก Plesetsk cosmodrome ในขั้นต้น มีการวางแผนว่าจะเปิดตัวดาวเทียมในปี 2555 แต่ในวินาทีสุดท้าย ESA ได้เลื่อนการเปิดตัวดาวเทียมไปเป็นเดือนพฤศจิกายน 2556 การเปิดตัวได้รับคำสั่งจากนายพลแห่งภูมิภาคคาซัคสถานตะวันออก Alexander Golovko หลังจากบินได้เพียง 1, 5 ชั่วโมง ดาวเทียมอวกาศของยุโรปก็ถูกปล่อยสู่วงโคจรใกล้โลกที่กำหนด ซึ่งพวกมันจะดำเนินการทำงาน
ควรสังเกตว่ายานเกราะ Rokot เป็นของประเภทเบาและถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของขีปนาวุธข้ามทวีป RS-18 ปัจจุบัน ICBM นี้อยู่ในขั้นตอนการรื้อถอนกองทัพรัสเซีย ดาวเทียม SWARM เองเป็นของโครงการ Living Planet ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อสำรวจโลก ดาวเทียมเหล่านี้ในวงโคจรจะเข้าร่วมกับยานอวกาศ SMOC, GOCE และดาวเทียมอื่นๆ ที่กำลังดำเนินการอยู่แล้วซึ่งกำลังศึกษามหาสมุทร น้ำแข็งในทะเล และความโน้มถ่วงของโลก โพรบอวกาศของ Swarm ได้รับการออกแบบมาเพื่อทำการวิจัยเพื่อศึกษาสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์
เปิดตัวจรวดขนส่ง Rokot
ในช่วงวันเสาร์และวันอาทิตย์ องค์การอวกาศยุโรปได้ดำเนินการทดสอบอุปกรณ์ออนบอร์ดจำนวนมากที่ติดตั้งบนดาวเทียม และทำให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ดังกล่าวทำงานได้ตามแผนที่วางไว้ หลังจากนั้นดาวเทียมก็ติดตั้งแท่งโลหะพิเศษอย่างปลอดภัยซึ่งติดตั้งเซ็นเซอร์วัดความเข้มข้นของสนามแม่เหล็ก ข้อมูลที่ได้รับจากผู้เชี่ยวชาญ ESA แสดงให้เห็นว่าอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนที่ได้รับนั้นดีกว่าที่คาดไว้ก่อนหน้านี้ ขณะนี้ภารกิจอวกาศได้เข้าสู่ขั้นตอนของการเตรียมยานพาหนะสำหรับการใช้งานปกติแล้ว โดยระยะนี้จะใช้เวลา 3 เดือน
ภารกิจระดับโลกที่ยานอวกาศกลุ่มนี้คือการศึกษาการเปลี่ยนแปลงในพารามิเตอร์ของสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์ ตลอดจนสภาพแวดล้อมในพลาสมา และความสัมพันธ์ของตัวบ่งชี้เหล่านี้กับการเปลี่ยนแปลงภูมิทัศน์ภาคพื้นดิน เป้าหมายของโครงการคือการทำความเข้าใจว่า "เครื่องจักร" สำหรับสร้างสนามแม่เหล็กของโลกของเรานั้นจัดวางอย่างไร ทุกวันนี้ นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่าปรากฏการณ์นี้เกิดจากการหมุนเวียนของสสารในแกนนอกสุดที่เป็นของเหลวของโลก นอกจากนี้ยังสามารถได้รับอิทธิพลจากองค์ประกอบของเปลือกโลกและเสื้อคลุมของดาวเคราะห์ ไอโอโนสเฟียร์ แมกนีโตสเฟียร์ และกระแสน้ำในมหาสมุทร
ความสนใจในการศึกษาสนามแม่เหล็กของโลกไม่สามารถเรียกได้ว่าว่าง นอกเหนือจากความจริงที่ว่าสนามแม่เหล็กของโลกของเราปรับทิศทางเข็มทิศแล้ว ยังปกป้องพวกเราทุกคนจากการไหลของอนุภาคที่มีประจุซึ่งพุ่งเข้าหาเราจากดวงอาทิตย์ซึ่งเรียกว่าลมสุริยะในกรณีที่สนามแม่เหล็กโลกถูกรบกวน พายุแม่เหล็กโลกจะเกิดขึ้นบนโลก ซึ่งมักจะเป็นอันตรายต่อยานอวกาศและระบบเทคโนโลยีมากมายบนโลกใบนี้ ผู้สร้างภารกิจนี้หวังที่จะสร้างสิ่งที่กำลังเกิดขึ้นกับสนามแม่เหล็กของโลก ซึ่งขนาดได้ลดลง 10-15% ตั้งแต่ปี 1840 และเพื่อกำหนดว่าเราควรจะคาดหวังหรือไม่ เช่น การเปลี่ยนแปลงของขั้ว
ผู้เชี่ยวชาญเรียกอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์หลักบนยานอวกาศ SWARM ว่าเป็นเครื่องวัดสนามแม่เหล็กที่ออกแบบมาเพื่อวัดทิศทางและแอมพลิจูดของสนามแม่เหล็ก เครื่องวัดค่าความเข้มข้นของสนามแม่เหล็กเครื่องที่สองซึ่งออกแบบมาเพื่อวัดขนาดของสนามแม่เหล็ก (แต่ไม่ใช่ทิศทางของสนามแม่เหล็ก) - Absolute Scalar Magnetometer ควรช่วยให้เขาอ่านค่าได้ เครื่องวัดค่าความเข้มข้นของสนามแม่เหล็กทั้งสองจะวางอยู่บนแกนค้ำยันที่ยาวเป็นพิเศษ ซึ่งประกอบขึ้นจากดาวเทียมส่วนใหญ่ตามความยาว (ประมาณ 4 เมตรจากทั้งหมด 9)
บนดาวเทียมยังมีเครื่องมือที่ออกแบบมาเพื่อวัดสนามไฟฟ้า (เรียกว่า Electric Field Instrument) เขาจะมีส่วนร่วมในการลงทะเบียนพารามิเตอร์ของพลาสมาใกล้โลก: การล่องลอย, ความเร็วของอนุภาคที่มีประจุใกล้โลก, ความหนาแน่น นอกจากนี้ ยานอวกาศยังติดตั้งมาตรวัดความเร่งที่ออกแบบมาเพื่อวัดความเร่งที่ไม่เกี่ยวข้องกับแรงโน้มถ่วงของโลกของเรา การได้รับข้อมูลเหล่านี้มีความสำคัญในการประเมินความหนาแน่นของบรรยากาศที่ระดับความสูงของดาวเทียม (ประมาณ 300-500 กม.) และทำความเข้าใจเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวที่โดดเด่นที่นั่น นอกจากนี้ อุปกรณ์ดังกล่าวจะติดตั้งเครื่องรับ GPS และตัวสะท้อนแสงเลเซอร์ ซึ่งควรให้ความแม่นยำสูงสุดในการกำหนดพิกัดของดาวเทียม ความแม่นยำในการวัดเป็นหนึ่งในแนวคิดหลักในการทดลองทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ทั้งหมด เมื่อมันไม่ได้เกี่ยวกับการค้นพบสิ่งใหม่จริงๆ อีกต่อไป แต่แท้จริงแล้ว "การก่ออิฐทีละก้อน" เพื่อพยายามแยกชิ้นส่วนกลไกทางกายภาพที่เป็นที่รู้จักของปรากฏการณ์รอบตัวผู้คน
ควรสังเกตว่าสนามแม่เหล็กของโลกไม่เพียงแต่ซับซ้อนเท่านั้น แต่ยังสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในอวกาศและเวลาด้วย ดังนั้นหลังจากจุดเริ่มต้นของยุคอวกาศในประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติค่อนข้างเร็ว นักวิทยาศาสตร์จึงเริ่มทำการทดลองผ่านดาวเทียมหลายดวงเพื่อศึกษาอวกาศใกล้โลก หากเรามีเครื่องมือที่เหมือนกันหลายชิ้นในจุดต่างๆ ตามการอ่าน เราจะสามารถเข้าใจได้อย่างแม่นยำว่าเกิดอะไรขึ้นในสนามแม่เหล็กของโลกของเรา อะไรที่ส่งผลกระทบ "จากด้านล่าง" และวิธีที่สนามแม่เหล็กตอบสนองต่อการรบกวนที่เกิดขึ้น บนดวงอาทิตย์
เราสามารถพูดได้อย่างภาคภูมิใจว่า "ผู้บุกเบิก" ของการศึกษาเหล่านี้คือโครงการระดับนานาชาติ INTERBALL ซึ่งรัสเซียเตรียมขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1990 โครงการนี้ดำเนินมาจนถึงต้นทศวรรษ 2000 จากนั้นในปี 2543 ชาวยุโรปได้เปิดตัวดาวเทียม 4 ดวงของระบบคลัสเตอร์ซึ่งยังคงทำงานในอวกาศ ความต่อเนื่องของการวิจัยเกี่ยวกับสนามแม่เหล็กในประเทศของเรานั้นสัมพันธ์กับการดำเนินโครงการหลายดาวเทียม โครงการแรกควรเป็นโครงการ Resonance ซึ่งรวมถึงยานอวกาศ 4 ลำในคราวเดียว พวกเขาวางแผนที่จะเปิดตัวสู่อวกาศเป็นคู่และใช้เพื่อศึกษาสนามแม่เหล็กชั้นในของโลก
เป็นที่น่าสังเกตว่าโครงการเหล่านี้ทั้งหมดแตกต่างกันมาก "ฝูง" ที่เปิดตัวจะทำงานในวงโคจรต่ำ ประการแรก โครงการ SWARM มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาว่าการสร้างสนามแม่เหล็กของโลกเกิดขึ้นได้อย่างไร ยานอวกาศคลัสเตอร์ขณะนี้อยู่ในวงโคจรขั้วโลกวงรีซึ่งมีระดับความสูงตั้งแต่ 19 ถึง 119,000 กม. ในเวลาเดียวกันวงโคจรของดาวเทียมรัสเซีย "Resonance" (จาก 500 ถึง 27,000 กม.) ได้รับการคัดเลือกในลักษณะที่จะตั้งอยู่ในพื้นที่หนึ่งซึ่งหมุนไปพร้อมกับโลกของเรา นอกจากนี้ แต่ละโครงการเหล่านี้จะนำความรู้ใหม่มาสู่มนุษยชาติ ซึ่งจะช่วยให้เราเข้าใจมากขึ้นว่าเกิดอะไรขึ้นกับโลก
พวกเราส่วนใหญ่มีความคิดที่ห่างไกลมากเกี่ยวกับสนามแม่เหล็กของโลก โดยจดจำบางสิ่งที่เราได้รับการสอนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของหลักสูตรของโรงเรียน อย่างไรก็ตาม บทบาทของสนามแม่เหล็กนั้นกว้างกว่าการโก่งตัวตามปกติของเข็มทิศมาก สนามแม่เหล็กปกป้องโลกของเราจากรังสีคอสมิก มันทำให้ชั้นบรรยากาศของโลกไม่บุบสลาย ทำให้ลมสุริยะอยู่ไกลๆ และปล่อยให้โลกของเราไม่ซ้ำรอยชะตากรรมของดาวอังคาร
สนามแม่เหล็กของโลกของเราเป็นรูปแบบที่ซับซ้อนกว่าที่แสดงในหนังสือเรียนของโรงเรียน ซึ่งแสดงให้เห็นแผนผังเมื่อโลกมีแท่งแม่เหล็ก "ติด" อยู่ อันที่จริง สนามแม่เหล็กของโลกมีพลวัตค่อนข้างมาก และบทบาทหลักในการก่อตัวของมันคือการหมุนของแกนหลอมเหลวของโลก ซึ่งทำหน้าที่เป็นไดนาโมขนาดใหญ่ ในเวลาเดียวกัน พลวัตของการเปลี่ยนแปลงในสนามแม่เหล็กไม่ได้เป็นเพียงความสนใจทางวิชาการเท่านั้น การละเมิดสภาพแวดล้อมทางธรณีวิทยามักเกิดขึ้นกับคนทั่วไปที่มีการหยุดชะงักในการทำงานของระบบนำทางและการสื่อสาร ความล้มเหลวของระบบไฟฟ้าและระบบคอมพิวเตอร์ และการเปลี่ยนแปลงในกระบวนการย้ายถิ่นของสัตว์ นอกจากนี้ การศึกษาสนามแม่เหล็กจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจโครงสร้างภายในของโลกและความลับทางธรรมชาติได้ดีขึ้น ซึ่งเราไม่ค่อยรู้อะไรมากในปัจจุบัน
กลุ่มดาวเทียม SWARM ถูกสร้างขึ้นเพื่อจุดประสงค์นี้ ขั้นตอนการออกแบบและการประกอบของพวกเขาดำเนินการโดย Astrium บริษัทการบินและอวกาศที่มีชื่อเสียงของยุโรป ในการสร้างดาวเทียมเหล่านี้ วิศวกรสามารถรวบรวมประสบการณ์ทั้งหมดมากกว่า 30 ปีในการศึกษาสนามแม่เหล็กในอวกาศรอบนอก ซึ่ง Astrium ได้จัดการสะสมระหว่างการดำเนินการตามโปรแกรมอวกาศมากมาย เช่น Champ และ Cryosat โครงการต่างๆ
ดาวเทียม 3 ดวงของโปรแกรม SWARM ทำจากวัสดุที่ไม่ใช่แม่เหล็กทั้งหมด ดังนั้นจึงไม่มีสนามแม่เหล็กของตัวเอง ซึ่งอาจบิดเบือนการวัดค่าได้ ดาวเทียมจะถูกปล่อยออกเป็นสองวงโคจรขั้วโลก สองตัวจะบินเคียงข้างกันที่ระดับความสูง 450 กม. และตัวที่สามจะอยู่ในวงโคจร 520 กม. พวกเขาจะสามารถทำการวัดสนามแม่เหล็กของโลกได้อย่างแม่นยำและทั่วถึงที่สุดในระหว่างการวิจัย ซึ่งจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถวาดแผนที่ที่แม่นยำของสนามแม่เหล็กโลกและเปิดเผยไดนามิกของมันได้
