Satelaiti tatu za kisayansi za Uropa za mradi wa SWARM zilizinduliwa kwa mafanikio kutoka Urusi Plesetsk cosmodrome mnamo Novemba 22, 2013 na gari la uzinduzi wa ubadilishaji wa Rokot lililo na hatua ya juu ya Briz-KM. Kazi kuu ya flotilla ya satelaiti 3 itakuwa kupima vigezo vya uwanja wa sumaku wa sayari yetu. Kusudi: kuelewa vizuri jinsi uwanja huu unavyozaliwa ndani ya tumbo la Dunia. Mradi wa Wakala wa Anga za Ulaya (ESA) SWARM (iliyotafsiriwa kutoka kwa Kiingereza "swarm") ni pamoja na satelaiti 3 za nafasi sawa, ambayo kila moja hubeba malipo kwa njia ya vyombo 7 (huduma na kisayansi).
Ikumbukwe kwamba uzinduzi mnamo Novemba 22 tayari ni uzinduzi wa tatu wa roketi ya wabebaji wa Rokot, ambayo hufanywa na vikosi vya anga vya anga kutoka Urusi kutoka Plesetsk cosmodrome. Hapo awali, ilipangwa kuwa uzinduzi wa satelaiti utafanyika mnamo 2012, lakini wakati wa mwisho ESA iliahirisha uzinduzi wa satelaiti hadi Novemba 2013. Uzinduzi huo uliamriwa na Meja Jenerali wa eneo la Mashariki mwa Kazakhstan Alexander Golovko. Baada ya saa 1, 5 tu ya kukimbia, satelaiti za anga za Uropa zilizinduliwa katika obiti ya karibu-ya ardhi, ambayo watafanya kazi yao.
Ikumbukwe kwamba gari la uzinduzi wa Rokot ni la darasa la nuru na lilijengwa kwa msingi wa kombora la baisikeli la RS-18. Hivi sasa, ICBM hii inafanya utaratibu wa kukomesha jeshi la Urusi. Satelaiti za SWARM zenyewe ni za mradi wa Sayari Hai, ambayo inakusudia kuchunguza Dunia. Satelaiti hizi kwenye obiti zitajiunga na chombo cha anga tayari kinachofanya kazi SMOC, GOCE na satelaiti zingine ambazo zinahusika kusoma bahari, barafu la bahari na mvuto wa Dunia. Vipimo vya nafasi ya Pumba wenyewe vimeundwa kufanya utafiti kusoma uwanja wa sumaku wa sayari.
Uzinduzi wa roketi ya wabebaji wa Rokot
Wakati wa Jumamosi na Jumapili, Shirika la Anga la Ulaya lilifanya majaribio kadhaa ya vifaa vya ndani vilivyowekwa kwenye satelaiti na kuhakikisha kuwa inafanya kazi kama ilivyopangwa. Baada ya hapo, satelaiti zilipeleka salama fimbo maalum za chuma ambazo sensorer za magnetometer zimewekwa. Takwimu zilizopatikana na wataalamu wa ESA zilionyesha kuwa uwiano wa ishara-kwa-kelele uliopatikana ni bora zaidi kuliko ilivyodhaniwa hapo awali. Hivi sasa, ujumbe wa nafasi umeingia katika hatua ya kuandaa magari kwa kazi ya kawaida, awamu hii itadumu miezi 3.
Jukumu la ulimwengu linalokabili kundi hili la chombo cha angani ni kusoma mabadiliko katika vigezo vya uwanja wa sumaku wa sayari, pamoja na mazingira yake ya plasma, na uwiano wa viashiria hivi na mabadiliko katika mazingira ya ulimwengu. Lengo la mradi huo ni kuelewa ni jinsi gani "mashine" ya kutengeneza uwanja wa sumaku wa sayari yetu imepangwa. Leo wanasayansi wanapendekeza kwamba inaonekana kwa sababu ya mtiririko wa vitu katika kioevu cha nje cha Dunia. Kwa kuongezea, inaweza kuathiriwa na muundo wa ganda na joho la sayari, ionosphere, magnetosphere na mikondo ya bahari.
Maslahi ya utafiti wa uwanja wa sumaku wa Dunia hauwezi kuitwa uvivu. Mbali na ukweli kwamba uwanja wa sumaku wa sayari yetu huelekeza sindano ya dira, pia inatulinda sisi sote kutoka kwa mtiririko wa chembe zilizochajiwa ambazo hukimbilia kuelekea sisi kutoka Jua - kinachojulikana kama upepo wa jua. Katika tukio ambalo uwanja wa geomagnetic wa Dunia unafadhaika, dhoruba za geomagnetiki zinatokea kwenye sayari, ambayo mara nyingi huhatarisha vyombo vya angani na mifumo mingi ya kiteknolojia katika sayari hiyo. Waundaji wa ujumbe huu wanatarajia kuanzisha kile kinachotokea kwa sasa na uwanja wa sumaku wa Dunia, ukubwa wake umepungua kwa 10-15% tangu 1840, na pia kujua ikiwa tunapaswa kutarajia, kwa mfano, mabadiliko ya miti.
Wataalam huita vifaa kuu vya kisayansi kwenye bodi ya chombo cha ndege cha SWARM magnetometer iliyoundwa iliyoundwa kupima mwelekeo na ukubwa wa uwanja wa sumaku (vector yake, kwa hivyo jina la kifaa - Vector Field Magnetometer). Magnetometer ya pili, iliyoundwa iliyoundwa kupima ukubwa wa uwanja wa sumaku (lakini sio mwelekeo wake) - Absolute Scalar Magnetometer, inapaswa kumsaidia kuchukua usomaji. Magnetometers zote mbili zimewekwa kwenye fimbo maalum ya kutosha ya muda mrefu, ambayo hufanya satelaiti nyingi kwa urefu wake (kama mita 4 kati ya 9).
Pia kwenye satelaiti kuna chombo iliyoundwa kupimia uwanja wa umeme (unaoitwa Ala ya Shamba la Umeme). Atashiriki katika usajili wa vigezo vya plasma ya karibu-dunia: drift, kasi ya chembe zilizochajiwa karibu na sayari, wiani. Kwa kuongezea, chombo cha angani kina vifaa vya kuongeza kasi iliyoundwa iliyoundwa kupima kasi ambayo haihusiani na mvuto wa sayari yetu. Kupata data hizi ni muhimu kwa kutathmini wiani wa anga katika urefu wa satelaiti (karibu kilomita 300-500) na kupata wazo la harakati kubwa huko. Pia, vifaa vitakuwa na kipokeaji cha GPS na kiboreshaji cha laser, ambayo inapaswa kuhakikisha usahihi wa hali ya juu katika kuamua kuratibu za satelaiti. Usahihi wa upimaji ni moja ya dhana muhimu katika majaribio yote ya kisasa ya kisayansi, wakati sio tena juu ya kugundua kitu kipya kabisa, lakini haswa "matofali kwa matofali" kujaribu kutenganisha mifumo inayojulikana ya hali ya matukio karibu na watu.
Ikumbukwe kwamba ulimwengu wa sumaku sio ngumu tu, lakini pia hubadilika katika nafasi na wakati. Kwa hivyo, haraka sana baada ya mwanzo wa enzi ya nafasi katika historia ya wanadamu, wanasayansi walianza kufanya majaribio ya satelaiti anuwai yenye lengo la kusoma nafasi ya karibu na dunia. Ikiwa tuna vifaa kadhaa vinavyofanana katika sehemu tofauti, basi kulingana na usomaji wao, tunaweza kuelewa kwa usahihi ni nini haswa kinachotokea katika ulimwengu wa sumaku, ni nini kinachoathiri "kutoka chini" na jinsi ulimwengu wa magnetiki unavyoshughulika na usumbufu unaotokea juu ya Jua.
Tunaweza kusema kwa kujigamba kuwa "painia" wa masomo haya alikuwa mradi wa kimataifa wa INTERBALL, ambao uliandaliwa na Urusi mwanzoni mwa miaka ya 1990, mradi huo ulifanya kazi hadi mwanzoni mwa miaka ya 2000. Halafu, mnamo 2000, Wazungu walizindua satelaiti 4 za mfumo wa Nguzo, ambazo bado zinafanya kazi angani. Kuendelea kwa utafiti wa magnetospheric katika nchi yetu pia kunahusishwa na utekelezaji wa miradi ya satellite nyingi. Wa kwanza wao anapaswa kuwa mradi wa Resonance, ambao unajumuisha spacecraft 4 mara moja. Zimepangwa kuzinduliwa katika nafasi katika jozi na kutumika kusoma ulimwengu wa ndani wa sumaku.
Ni muhimu kutambua kwamba miradi hii yote ni tofauti kabisa. "Pumba" iliyozinduliwa itafanya kazi katika obiti ya chini ya ardhi. Kwanza kabisa, mradi wa SWARM unakusudia kusoma ni jinsi gani kizazi cha uwanja wa sumaku wa Dunia kinatokea. Kikundi cha angani cha nguzo kwa sasa kiko kwenye obiti ya polar ya mviringo, urefu wake unatofautiana kutoka kilomita 19 hadi 119,000. Wakati huo huo, obiti ya kufanya kazi ya satelaiti za Urusi "Resonance" (kutoka kilomita 500 hadi 27,000) ilichaguliwa kwa njia ya kuwa iko katika eneo fulani, ambalo huzunguka na sayari yetu. Kwa kuongezea, kila moja ya miradi hii italeta kwa wanadamu kipande cha maarifa mapya ambayo yatatusaidia kuelewa vizuri kile kinachotokea na Dunia.
Wengi wetu tuna wazo la mbali sana la uwanja wa sumaku wa Dunia, tukikumbuka kitu ambacho tulifundishwa kama sehemu ya mtaala wa shule. Walakini, jukumu linalochezwa na uwanja wa sumaku ni pana zaidi kuliko upotovu wa kawaida wa sindano ya dira. Nguvu ya sumaku inalinda sayari yetu kutoka kwa miale ya ulimwengu, inafanya anga ya dunia isiwe sawa, ikiweka upepo wa jua kwa mbali na kuruhusu sayari yetu kutorudia hatima ya Mars.
Sura ya sumaku ya sayari yetu ni muundo ngumu zaidi kuliko inavyoonyeshwa katika vitabu vya shule, ambayo imeonyeshwa kama Dunia na sumaku ya "imekwama" ndani yake. Kwa kweli, uwanja wa sumaku wa Dunia ni wa nguvu kabisa, na jukumu kuu katika malezi yake linachezwa na kuzunguka kwa msingi wa dunia uliyeyeyuka, ambao hufanya kama dynamo kubwa. Wakati huo huo, mienendo ya mabadiliko kwenye uwanja wa sumaku leo sio tu ya maslahi ya kitaaluma. Ukiukaji wa mazingira ya geomagnetic umejaa watu wa kawaida walio na usumbufu katika utendaji wa mifumo ya urambazaji na mawasiliano, kutofaulu kwa mifumo ya nguvu na mifumo ya kompyuta, na mabadiliko katika michakato ya uhamiaji wa wanyama. Kwa kuongezea, utafiti wa uwanja wa sumaku utawaruhusu wanasayansi kuelewa vyema muundo wa ndani wa sayari na siri za asili, ambazo hatujui mengi leo.
Kikundi cha setilaiti cha SWARM kiliundwa kwa kusudi hili. Mchakato wao wa kubuni na mkutano ulifanywa na kampuni inayojulikana ya anga ya Uropa ya Astrium. Katika kuunda satelaiti hizi, wahandisi waliweza kuweka uzoefu wote wa zaidi ya miaka 30 katika utafiti wa uwanja wa anga katika anga, ambayo Astrium imeweza kujilimbikiza wakati wa utekelezaji wa programu nyingi za nafasi, kwa mfano, Champ na Cryosat miradi.
Satelaiti 3 za mpango wa SWARM zimetengenezwa kabisa na vifaa visivyo vya sumaku, kwa hivyo hawana uwanja wao wa sumaku, ambao unaweza kupotosha mwendo wa vipimo. Satelaiti zitazinduliwa katika njia mbili za polar. Wawili kati yao wataruka pande kwa bega kwa kila mmoja kwa urefu wa kilomita 450, na wa tatu atakuwa katika obiti ya kilomita 520. Kwa pamoja, wataweza kutekeleza vipimo sahihi zaidi na vyema vya uwanja wa sumaku wa Dunia wakati wa utafiti, ambayo itawawezesha wanasayansi kuchora ramani sahihi ya uwanja wa geomagnetic na kufunua mienendo yake.
