A Swarm műholdak fantáziaképe. (Kép: EADS Astrium)
2000 júliusában indult útjára a rendkívül sikeres CHAMP (Challenging Minisatellite Payload) műhold, amelyet a potsdami GFZ (GeoForschungsZentrum) irányításával fejlesztették ki. Elsődleges tudományos célja a földi gravitációs és mágneses tér vizsgálata, valamint az atmoszféra és az ionoszféra kutatása volt. Az eredetileg mindössze 5 évre tervezett misszió csak nemrég, 2010 szeptemberében ért véget, amikor a műhold a Föld légkörébe lépve elégett.
A Swarm műholdak (az angol szó jelentése: raj) a CHAMP továbbfejlesztett változatai. Ebben a küldetésben három, felépítésében azonos műhold kering majd a Föld körül különböző poláris pályákon.
Az A és B jelű műholdak 490 km magas pályán keringenek, egymástól 160 km távolságra. A C jelű hold 530 km magasan halad, úgy, hogy pályája a pólusok felett metszi az előző kettőét. Utóbbi hold pályasíkja az előző kettőéhez képest fokozatosan elfordul. (Kép: ESA / P. Carril)
A műholdak fedélzetén az alábbi ábrán látható tudományos műszerek kaptak helyet:
A Swarm műholdak felépítése. A mágneses műszerek az „árbocon” helyezkednek el, hogy minél kisebb legyen a műhold által keltett „mágneses zajok” hatása. A kis ábra a VFM műszert (piros) és a hozzáépített csillagészlelő kamerákat ábrázolja. (Kép: ESA)
- Vektortér magnetométer (VFM), a holdak fő tudományos műszere. Nagy pontossággal méri a földi mágneses tér vektoriális komponenseit, a magnetométer irányítottságának pontos meghatározását a vele egybeépített három csillagészlelő kamera teszi lehetővé.
- Abszolút skalár magnetométer (ASM), amely a mágneses tér abszolút értékének mérésre és egyben a VFM műszer kalibrálására szolgál.
- Elektromos térerősség és plazmadetektor (EFI), a lokális elektromos tér és a plazma fizikai tulajdonságainak (sebesség, összetétel, hőmérséklet) meghatározására.
- Gyorsulásmérő (ACC), amelynek adataival meghatározhatók a műholdat érő, nem gravitációs eredetű gyorsulások, amit egyebek mellett a légkör és a napszél okozhat.
- Lézertükör (LRR), visszaveri a földről érkező lézersugarakat, ezáltal nagy pontossággal meghatározható lesz a műhold helyzete.
A Swarm kifejlesztése az ESA „Élő Bolygó” elnevezésű programjának része. A poláris pályákon keringő műholdak a repülési konfiguráció ötletes megválasztásának köszönhetően nagy pontossággal feltérképezhetik a földi mágneses tér nagyságát és irányát, továbbá képet adhatnak a tér különböző forrásainak időbeli és térbeli változásáról is. Mindez nagyban hozzájárul a bolygónk mágneses terét leíró modellek pontosításához, ami a navigációban, nyersanyagkutatásban, illetve a fejlettebb űridőjárás-előrejelzésben hasznosulhat. A misszió lehetőséget ad továbbá az óceánok áramlásának monitorozására és ezáltal a Föld globális környezeti vizsgálatára is, az áramlások okozta rendkívül gyenge mágneses hatások folyamatos megfigyelése révén. A program célkitűzései között szerepel továbbá a földköpeny térben változó elektromos vezetőképességének feltérképezése is.
A földi terek monitorozása mellett természetesen kitüntetett szerepe lesz a külső eredetű terek, az ionoszférában és a magnetoszférában folyó áramok vizsgálatának is, amellyel a misszió űridőjárásunk megfigyeléséhez és előrejelzéséhez járul majd hozzá.
Az ESA 2011 második felében felhívást tett közzé a Swarm megfigyeléseinek hasznosítására, a misszió tervezésekor alapvetően deklarált célokon túl. Az Eötvös Loránd Geofizikai Intézet (ELGI) az MTA Geodéziai és Geofizikai Kutatóintézettel (GGKI) és nemzetközi partnerekkel közösen a mágneses pulzációk és erővonal-rezonanciák illetve nemlineáris jelenségek megfigyelésére tett javaslatot a Swarm pályája mentén. A műholdas észleléseket a tihanyi és a nagycenki földmágneses obszervatóriumok, valamint az ELGI által koordinált EMMA pulzációs hálózat észlelései hatékonyan egészítik ki.
A geomágneses obszervatóriumokból álló hálózat, az EMMA. (Kép: ELGI)
A Swarm és az obszervatóriumok észleléseinek párhuzamos vizsgálata lehetővé teszi, hogy pontosabb képet nyerjünk az ionoszféra és a magnetoszféra, valamint a plazmaszféra dinamikájáról, ezáltal űridőjárási viszonyainkról.
A „Bajnokot” tehát a hazai űrkutatás is követi.
Vadász Gergely
Eötvös Loránd Geofizikai Intézet
Kapcsolódó cikkek:
A Fehér Madár nyomában
Kapcsolódó linkek:
ESA Living Planet Programme
Swarm honlap (ESA)
Eötvös Loránd Geofizikai Intézet
MTA GGKI
Megosztás:
