SWARM

Swarm
Typ:	Forschungssatellit (Anzahl 3, baugleich)
Betreiber:	Europaische Weltraumorganisation ESA
Missionsdaten
Masse:	je 468 kg beim Start
Größe:	0,75 × 1,30 × 9,00 m
Start:	22. November 2013, 12:02 UTC
Startplatz:	Plessezk (Russland)
Trägerrakete:	Rockot
Flugdauer:	4 Jahre[veraltet]
Status:	gestartet
Bahndaten
Bahnhöhe:	450–300 km (Sat. A,B) 530 km (Sat. C)
Bahnneigung:	87,3° (Sat. A,B) 88,0° (Sat. C)[1]

Swarm (englisch für Schwarm) ist der Name einer Satellitenmission der ESA. Der Start erfolgte am 22. November 2013.^[2] Die Mission ist Teil des Programms Earth Explorer Mission.

Dabei werden drei baugleiche Satelliten mit einer Masse von je 500 kg^[3] zusammenarbeiten. Sie umkreisen die Erde relativ erdnah in der Ionosphäre,^[4] auf polaren Umlaufbahnen in Höhen zwischen 450 und 550 km.^[5] Gemeinsam sollen sie die Stärke, Orientierung und die zeitliche Veränderung des Erdmagnetfeldes messen. Aus den Ergebnissen sollen Prognosen über die Langzeitentwicklung des Magnetfeldes abgeleitet werden. Alle drei Satelliten wurden gemeinsam von einer Rakete ins Weltall befördert. Das Projekt wird damit das erfolgreiche CHAMP-Projekt fortsetzen.

Die Satelliten wurden von einem deutsch-britischen Team von Airbus Defence and Space in Friedrichshafen gefertigt. Die Komponenten liefern Unternehmen in Europa, beispielsweise baut RUAG Space den GPS-Empfänger.

Die Kosten für den Bau der Satelliten betragen etwa 86 Millionen Euro, die Gesamtkosten der Mission etwa 200 Millionen Euro.^[6]

Wissenschaftliche Nutzlast

Die Satelliten tragen jeweils sieben Instrumente für die Durchführung des Projekts, diese sind:^[5][7]

• das Vector Field Magnetometer (VFM), dieses wissenschaftliche Hauptinstrument der SWARM-Mission vermisst die Vektorkomponenten des Erdmagnetfeldes mit einer Genauigkeit von einem Nanotesla;
• das Absolute Scalar Magnetometer (ASM), dieses dient primär der Kalibrierung des VFM;
• das Electric Field Instrument (EFI), ausgerüstet mit Sensoren für die Messung von Ionen-Eintrittswinkel und -Geschwindigkeit;
• das Accelerometer (ACC), zum Bestimmen der Beschleunigung des Satelliten, welche nicht durch Gravitation verursacht wurde, wie zum Beispiel Luftwiderstand und Sonnenwind;
• der Laser Range Reflector (LRR), dieser reflektiert Laserstrahlen von einer Messstation auf der Erdoberfläche und erlaubt eine genaue Abstandsmessung;
• das Star Tracker System (STR), dieses liefert höchst präzise Lagedaten der Satelliten und
• der GNSS Receiver (GPSR), dieser liefert unabhängige Echtzeitinformationen zur Position und Zeit der Satelliten.

Datenprodukte

Die Swarm Mission wird folgende Datenprodukte für das Magnetfeld, für das elektrische Feld und die Ionosphäre sowie für den Orbit und Air Drag (Luftwiderstand) liefern. Dabei wird zwischen Level-1b- und Level-2-Produkten unterschieden. Level-1b-Daten sind die kalibrierten Zeitreihen der einzelnen Satelliten, während Level-2-Datenprodukte aus Level 1b-Daten-abgeleitet werden, z. T. unter Verwendung der kombinierten Satellitenmessungen (Konstellation).^[8]

Magnetfeld

• Level 1b:
  • Magnetfeldstärke
  • Magnetfeldvektor
• Level 2:
  • comprehensive Inversion (Modellierung aller Magnetfeldanteile)
  • magnetisches Kernfeld
  • magnetisches Krustenfeld
  • elektrische Leitfähigkeit des Erdmantels

elektrisches Feld und Ionosphäre

• Level 1b:
  • elektrischer Feldvektor (EFI)
  • Plasmadichte
  • Plasmatemperatur
  • Ionendriftgeschwindigkeit (Vektor)
• Level 2:
  • Magnetosphärenfeld (Ringstrom)
  • Ionosphärenfeld (SQ)
  • radiale und feldparallele Ströme (FAC)
  • Plasma Bubble Index (IBI)
  • Total Electron Content (TEC)
  • elektrisches Feld am Äquator (EEF)

Orbit und Air Drag

• Level 1b:
  • Air-Drag-Vektor (ACC)
  • Position, Lage, Zeitstempel (Medium Orbit Determination - MOD)
• Level 2:
  • Eulerwinkel
  • Kalibrierung des Akzelerometers
  • genaue Orbitbestimmung (Precise Orbit Determination - POD)
  • Luftdichte und Winde in der Thermosphäre

Projektbüro in Deutschland

Das Swarm-Projektbüro am Deutschen GeoForschungsZentrum, GFZ, in Potsdam hat in Kooperation mit dem DLR bis zum Start der Satelliten die Auswertung der Mission und die Nutzung der Swarm-Ergebnisse in verschiedenen Geowissenschaften vorbereitet. Der Koordinator des deutschen Projektbüros ist Hermann Lühr, einer der Wegbereiter der Swarm-Mission. Konkretes Ziel ist die bisher beste Vermessung des geomagnetischen Feldes, um damit unsere Kenntnisse über die Vorgänge im Erdinneren und im erdnahen Weltraum zu erweitern.

Weblinks

• Swarm Projektbüro Deutschland
• ESA Informationen

Einzelnachweise