Первый из трех спутников, которые разработаны для проведения всестороннего исследования магнитного поля Земли, на прошлой неделе был погружен на борт грузового самолета Ил-76 и отбыл из Мюнхенского аэропорта к месту, где будет осуществлен запуск этих спутников в космос, на космодром Плесецк, расположенный 180 километров южнее Архангельска, Россия. Этот первый спутник из серии Swarm будет работать в связке еще с двумя аналогичными спутниками, а поддержку выполнения их миссии будет осуществлять дополнительное наземное оборудование, общим весом около 60 тонн. Все три спутника Swarm отправятся на полярную околоземную орбиту в ноябре этого года.

Большинство из нас знает о магнитном поле земли лишь то, что нам рассказывали в рамках учебной программы средней школы. Но роль, выполняемая магнитным полем Земли гораздо шире, нежели отклонение стрелки компаса. Это поле защищает Землю от космических лучей, сохраняет целостность нашей атмосферы, удерживая на дистанции солнечные ветра и препятствует нашей планете закончить также, как и Марс.



Магнитное поле Земли является намного более сложным образованием, нежели это демонстрируется в учебниках, в которых очень часто можно увидеть схематическое изображение Земли с "воткнутым" в нее стержневым магнитом. Магнитное поле Земли является достаточно динамичным, а основную роль в его формировании играет вращение расплавленного ядра нашей планеты, которое выполняет роль гигантской динамо-машины. То железо, которое содержится в ядре Земли, находится в намагниченном состоянии, точно так же намагничивается железо, содержащееся в неподвижной коре Земли. Магнитное поле вращающегося ядра складывается с неравномерными магнитными полями залежей железа в коре земли, в результате чего формируется суммарное магнитное поле нашей планеты, форма которого далека от идеальной. К искажению формы магнитного моля Земли добавляют свое воздействие электрические потоки в мировом океане, магнитное поле Солнца и другие естественные явления.

Все вышеописанное приводит к тому, что магнитное поле Земли представляет собой область с невероятно сложной формы, магнитные линии, идущие от одного полюса к другому, находятся в постоянном движении. В результате такой динамики магнитные полюса Земли находятся в движении и даже могут поменяться местами, что и происходит с некоторой периодичностью.



Динамика магнитного поля Земли представляет не только академический интерес для земных ученых. Нарушения геомагнитной среды могут затронуть системы связи, навигации, процессы миграции животных, энергосистемы и оказать влияние на вычислительные системы. Также, изучение магнитного поля дает ученым возможность более глубоко вникнуть в природу и тайны внутреннего строения Земли, о котором мы сейчас знаем недостаточно много.

Именно для изучения всех этих тонкостей магнитного поля Земли создается группа спутников Swarm. Их разработка и изготовление были проведены известной европейской аэрокосмической компанией Astrium в рамках программы "Living Planet" Европейского космического агентства (ЕКА). В конструкции этих спутников был воплощен весь более чем 30-летний опыт исследований магнитных полей в открытом космосе, накопленный компанией Astrium в ходе многочисленных программ, включая проекты Champ и Cryosat.

Три спутника Swarm полностью изготовлены из немагнитных материалов и поэтому не имеют собственного магнитного поля, которое может внести искажения в производимые измерения. Они будут запущены на две полярные орбиты, два спутника будут летать бок о бок на высоте 450 километров, а третий спутник займет орбиту на высоте 520 километров. Совместными усилиями три этих спутника произведут самые тщательные и точные за все время измерения магнитного поля Земли, что позволит ученым вычислить динамику и составить точную карту геомагнитного поля.



Каждый из спутников будет нести несколько научных инструментов, предназначенных для измерений характеристик геомагнитного поля, Absolute Scalar Magnetometer, Vector Field Magnetometer, Electrical Field Instrument, высокоточный акселерометр, Laser Retro Reflector, оборудование слежения за некоторыми звездами и приемник системы GPS. Совокупная работа всех этих инструментов обеспечит измерения с высокой разрешающей способностью силы, направления и изменений геомагнитного поля, обнаружение источников магнитных полей, скрытых под поверхностью планеты и многие другие характеристики.

Ученые надеются, что собранные спутниками Swarm данные позволят им произвести наиболее точную на сегодняшний день модель формирования геомагнитного поля. Дальнейшие расчеты, произведенные с помощью этой модели, позволят улучшить качество работы навигационных систем, делать более точные прогнозы погоды, оказать помощь в разведке месторождений полезных ископаемых и рассказать больше о внутреннем строении Земли.