Погляд з космосу

Три збудовані у Німеччині супутники мають дослідити магнітне поле Землі. Його не можна побачити, почути або якось відчути на дотик, але воно надзвичайно важливе. «Без магнітного поля Землі нас би просто не було, адже ми б тоді були піддані космічному опроміненню», - пояснює Альберт Заглауер, керівник проектів компанії Astrium у Фрідріхсхафені. Магнітне поле – це невидимий захисний  щит, котрий відвертає заряджені частинки, які спрямовуються до нас з глибин космосу і від Сонця. Без магнітного поля Земля б давно вже втратила свою атмосферу і життя на поверхні планети було б неможливим. Тому Європейська аерокосмічна організація ESA тепер хоче ретельніше дослідити земне магнітне поле за допомогою Swarm-місії. Під час її виконання три супутники одночасно з різної траєкторії спостерігатимуть за магнітним полем. «Магнетичні вимірювання у космосі постачають нам інформацію про те, що відбувається  в розплавленому земному ядрі, у мантії чи земній корі», - каже Нільс Ольсен, учасник робіт з планування місії, співробітник  Данського космічного центру у Копенгагені.

Космічний політ у глибини Землі

Магнітне поле виникає від руху рідкої матерії всередині Землі. Як показують наземні вимірювання, сила магнітного поля протягом останніх 150 років постійно зменшувалася. Крім того, науковці знають, що магнітні полюси планети теж рухаються,  і в середньому кожні 500 тисяч років полюси міняються. Можливо, Земля якраз нині знову постала перед повною зміною магнітних полюсів. Місія трьох супутників має пролити світло на це питання, максимально точно дослідивши стан магнітного поля. Високочутлива техніка також  зможе вивчити магнітні особливості різних регіонів земної кори. Так само супутники спостерігатимуть за впливом океанських течій на магнітне поле. До загадкових феноменів «нутрощів» планети призводить зовнішній вплив – Сонце безперервно надсилає сильніше або слабше електрично заряджені частинки у напрямку Землі. Ці небезпечні частинки, потрапляючи в глибші шари атмосфери, тільки поблизу полюсів викликають полярне сяйво.

Летючі гітари

Аби простежити за  дуже швидкими змінами магнітного поля під час сонячних штормів, потрібні синхронні  вимірювання  у різних місцевостях. Тож відрядження одразу трьох супутників у космос – це не зайва розкіш, адже один супутник не зможе зібрати необхідні дані. «Це справді неймовірно, що ми за допомогою цих доволі малих супутників вивчимо все про Землю та про Сонце», - тішиться Ольсен.

Кожен з цих трьох супутників 9 метрів завдовжки важить 500 кілограмів. Найчутливіші інструменти розміщено наприкінці чотириметрової «руки» видовженої конструкції цього механізму. За своїм виглядом ці супутники чимось скидаються на летючі гітари. Спорудження цих високотехнологічних приладів коштувало приблизно 90 мільйонів євро, розробникам довелося подолати чимало інженерних викликів. Адже супутники потрібно було сконструювати так, щоб матеріал та електроніка на борту якомога менше впливали на вимірювання. Тому значною мірою ці конструкції збудовано зі структур з вуглеволокна, що не впливає на вимірювання магнітного поля.

Старт у Росії

Після завершення останніх випробувань у Німеччині трійко супутників мають транспортувати до Росії. В середині липня вони мають стартувати з космодрому Плесецьк, розташованого за добрих 600 кілометрів на північ від Москви. Для цього використають колишню атомну ракету SS-19. Мирне цивільне використання – це найбільш елегантний спосіб знищення небезпечної зброї, відповідно до міжнародних домовленостей.

Супутники відносно недовго залишатимуться на своїх орбітах. Внаслідок тертя об дуже тонку повітряну оболонку трійця поступово знижуватиметься. Все добре розраховано, адже фізики хочуть до кінця місії, тобто приблизно через чотири роки, провести вимірювання на висоті 300 кілометрів. Там сигнал магнітного поля відчутно ще сильніше, ніж на початковій позиції. Після передбаченого завершення терміну експлуатації супутники увійдуть в земну атмосферу і повністю згорять.

Науковці тішаться, що сонячна активність незадовго до старту місії знову істотно зросла. Упродовж наступних років на Сонці мають відбутися численні спалахи. Для магнітного поля Землі це буде особливий стрес. «Ми дуже точно стежитимемо, як змінюються вищі прошарки атмосфери через сонячну активність. Це поліпшить прогнозування космічної погоди», - пояснює Айгіл Фрііс-Крістенсен з Данського технічного університету, один з науковців, що бере участь у проекті.

У довготривалій перспективі учені хочуть за допомогою даних, зібраних цими трьома супутниками, а також численними сонячними супутниками, складати такі ж точні прогнози погоди, як і на Землі.  Хоча сонячні шторми й не становлять для землян безпосередньої небезпеки, але промені можуть знищувати супутники, послаблювати сигнали навігаційної системи GPS та порушувати роботу мереж електропостачання.

Swarm -  вже четверта  місія в рамках програми ESA  „Earth Explorers“, мета якої – точне вивчення  найважливіших феноменів на планеті. Досі на своїх орбітах перебувають супутники Crzosat, Goce та Smos. Вони досліджують вкриті кригою регіони на Землі, поле земного тяжіння, вологість ґрунтів та вміст солі в морях. Європейські науковці є лідерами у царині спостереження за земною поверхнею і планують у майбутньому лише посилювати цей напрямок.

Автор:  Дірк Лоренц / Наталя Неділько
Редактор: Тетяна Бондаренко