Die drei baugleichen Swarm-Satelliten fallen schon durch ihr ungewöhnliches Aussehen auf. Etwa drei Meter hoch, ähneln sie einer Gitarre oder einer russischen Balalaika: Eine Art Resonanzkörper, an dem ein schmales, stabähnliches Gebilde befestigt ist.
"Ja, Balalaika ist gar nicht so falsch. Wir haben einen langen Ausleger auf diesem Satelliten. Auf dem platzieren wir die Instrumente. Wir wollen ja möglichst weit von dem Satellitenkörper selber die Instrumente platzieren, damit die nicht die magnetischen Effekte des Satelliten selber messen, sondern die magnetischen Effekte des Erdmagnetfeldes messen","
erklärt Eckard Settelmeyer, Standortleiter des europäischen Raumfahrtkonzerns Astrium in Immenstaad am Bodensee. Dort ist in den vergangenen vier Jahren der aus drei Satelliten bestehende "Satelliten-Schwarm" entstanden, deshalb die Bezeichnung "Swarm". Ihre Aufgabe: Die Messung winziger Magnetfeldschwankungen. Daraus wollen die Wissenschaftler Rückschlüsse darüber gewinnen, wie sich das Magnetfeld der Erde verändert.
""Es ist unser Schutz gegen die Strahlung aus dem Weltall, gegen die gefährlichen kosmischen Strahlungen und so weiter. Und wir wissen, dass sich das Magnetfeld ändert. Und speziell in gewissen Gebieten, im Südatlantik, ist es besonders stark. Dort erleiden schon jetzt viele Satelliten Anomalien im Betrieb. Und es wird auch für Besatzungen der Raumstation ziemlich gefährlich dort schon."
Diese Schwankungen des Erdmagnetfeldes können, so Professor Hermann Lühr, Swarm-Projektleiter beim Geoforschungszentrum Potsdam, die Navigationselektronik von Flugzeugen und Raumfahrzeugen durcheinander bringen. In den vergangenen 30 Jahren hat die Feldstärke des Erdmagnetfeldes als natürlicher Schutzschild über Teilen Südamerikas und über dem Südatlantik um rund zwölf Prozent abgenommen. Deshalb müssten die Forscher die zukünftige Entwicklung des Erdmagnetfeldes viel präziser als bisher überwachen. Denn von ihm hängt ab, mit welcher Intensität die kosmische Strahlung auf der Oberfläche auftrifft. Darüber hinaus erlauben die Magnetfeldmessungen der drei Swarm-Satelliten auch Rückschlüsse auf die Beschaffenheit des Erdmittelpunktes. Hermann Lühr:
"Das Magnetfeld wird erzeugt im äußeren flüssigen Erdkern. Dort haben wir eine Strömung von flüssigem, heißen Eisen. Diese Strömung erzeugt das Magnetfeld. Bis heute wissen wir aber nicht ganz genau, wie dieser Generator arbeitet. Deshalb ist Swarm auch eine Mission, um mehr Aufschluss zu gewinnen auf diesem Gebiet."
Schließlich sorgen auch Ebbe und Flut des salzwasserhaltigen Meerwassers für leichte Magnetfeldschwankungen, die die Swarm-Satelliten messen können. Erhöht sich beispielsweise als Folge des Klimawandels der Meerwasserspiegel, wäre dies durch das Swarm-Projekt dokumentierbar. Und schließlich erhoffen sich die Experten noch einen ganz praktischen Nutzen von der Mission, so Hermann Lühr vom Geoforschungszentrum Potsdam:
"Es eignet sich auch dazu, aus der Magnetisierung der Gesteine Erze oder auch andere Mineralien zu finden."
Um die hochsensiblen Magnetfeldschwankungen überhaupt messen zu können, haben die Experten so genannte Magnetometer konstruiert. Diese Instrumente bauen ihr eigenes, kleines Magnetfeld auf. Das wird, abhängig von der Ausrichtung des Instrumentes, von dem Magnetfeld der Erde beeinflusst. Durch die Änderungen im Magnetfeld fließen in dem Instrument winzige Ströme, die sich messen lassen. Daraus rekonstruiert ein Rechner die Magnetfeldänderung. Erstaunlich ist die Empfindlichkeit dieser Magnetometer. Die Stärke eines Magnetfeldes wird in der Einheit Tesla gemessen. Die Stärke des natürlichen Magnetfeldes in einem Raum, die die Wissenschaftler auch als ‚magnetisches Grundrauschen‘ bezeichnen, liegt bei etwa 50.000 Nano-Tesla.
""Und wir haben zu garantieren, wenn die Messungen im Orbit gemacht werden, dass man das auf ein Zehntel Nano-Tesla weiß in der Genauigkeit. Das ist selbst für uns als Ingenieure anschaulich nicht begreifbar, sag‘ ich ganz ehrlich","
erklärt Albert Zaglauer, Swarm-Projektleiter beim Raumfahrtkonzern Astrium in Immenstaad. Das heißt: Innerhalb eines magnetischen "Grund-Rauschens" von 50.000 Nano-Tesla müssen die Instrumente Schwankungen von Bruchteilen von Nano-Tesla erkennen, um den Projektzielen gerecht zu werden. Um zudem über einen längeren Zeitraum hinweg eine dreidimensionale Verteilung der Magnetfeldschwankungen zu dokumentieren, wird die Mission mit drei Satelliten geflogen, die zunächst in einer polaren Umlaufbahn von 490 Kilometern Höhe die Erde umkreisen. Alle drei Swarm-Satelliten sollen gemeinsam Mitte 2012 vom Weltraumbahnhof Plesetsk rund 800 Kilometer nordöstlich von Moskau ins All geschossen werden.
"Ja, Balalaika ist gar nicht so falsch. Wir haben einen langen Ausleger auf diesem Satelliten. Auf dem platzieren wir die Instrumente. Wir wollen ja möglichst weit von dem Satellitenkörper selber die Instrumente platzieren, damit die nicht die magnetischen Effekte des Satelliten selber messen, sondern die magnetischen Effekte des Erdmagnetfeldes messen","
erklärt Eckard Settelmeyer, Standortleiter des europäischen Raumfahrtkonzerns Astrium in Immenstaad am Bodensee. Dort ist in den vergangenen vier Jahren der aus drei Satelliten bestehende "Satelliten-Schwarm" entstanden, deshalb die Bezeichnung "Swarm". Ihre Aufgabe: Die Messung winziger Magnetfeldschwankungen. Daraus wollen die Wissenschaftler Rückschlüsse darüber gewinnen, wie sich das Magnetfeld der Erde verändert.
""Es ist unser Schutz gegen die Strahlung aus dem Weltall, gegen die gefährlichen kosmischen Strahlungen und so weiter. Und wir wissen, dass sich das Magnetfeld ändert. Und speziell in gewissen Gebieten, im Südatlantik, ist es besonders stark. Dort erleiden schon jetzt viele Satelliten Anomalien im Betrieb. Und es wird auch für Besatzungen der Raumstation ziemlich gefährlich dort schon."
Diese Schwankungen des Erdmagnetfeldes können, so Professor Hermann Lühr, Swarm-Projektleiter beim Geoforschungszentrum Potsdam, die Navigationselektronik von Flugzeugen und Raumfahrzeugen durcheinander bringen. In den vergangenen 30 Jahren hat die Feldstärke des Erdmagnetfeldes als natürlicher Schutzschild über Teilen Südamerikas und über dem Südatlantik um rund zwölf Prozent abgenommen. Deshalb müssten die Forscher die zukünftige Entwicklung des Erdmagnetfeldes viel präziser als bisher überwachen. Denn von ihm hängt ab, mit welcher Intensität die kosmische Strahlung auf der Oberfläche auftrifft. Darüber hinaus erlauben die Magnetfeldmessungen der drei Swarm-Satelliten auch Rückschlüsse auf die Beschaffenheit des Erdmittelpunktes. Hermann Lühr:
"Das Magnetfeld wird erzeugt im äußeren flüssigen Erdkern. Dort haben wir eine Strömung von flüssigem, heißen Eisen. Diese Strömung erzeugt das Magnetfeld. Bis heute wissen wir aber nicht ganz genau, wie dieser Generator arbeitet. Deshalb ist Swarm auch eine Mission, um mehr Aufschluss zu gewinnen auf diesem Gebiet."
Schließlich sorgen auch Ebbe und Flut des salzwasserhaltigen Meerwassers für leichte Magnetfeldschwankungen, die die Swarm-Satelliten messen können. Erhöht sich beispielsweise als Folge des Klimawandels der Meerwasserspiegel, wäre dies durch das Swarm-Projekt dokumentierbar. Und schließlich erhoffen sich die Experten noch einen ganz praktischen Nutzen von der Mission, so Hermann Lühr vom Geoforschungszentrum Potsdam:
"Es eignet sich auch dazu, aus der Magnetisierung der Gesteine Erze oder auch andere Mineralien zu finden."
Um die hochsensiblen Magnetfeldschwankungen überhaupt messen zu können, haben die Experten so genannte Magnetometer konstruiert. Diese Instrumente bauen ihr eigenes, kleines Magnetfeld auf. Das wird, abhängig von der Ausrichtung des Instrumentes, von dem Magnetfeld der Erde beeinflusst. Durch die Änderungen im Magnetfeld fließen in dem Instrument winzige Ströme, die sich messen lassen. Daraus rekonstruiert ein Rechner die Magnetfeldänderung. Erstaunlich ist die Empfindlichkeit dieser Magnetometer. Die Stärke eines Magnetfeldes wird in der Einheit Tesla gemessen. Die Stärke des natürlichen Magnetfeldes in einem Raum, die die Wissenschaftler auch als ‚magnetisches Grundrauschen‘ bezeichnen, liegt bei etwa 50.000 Nano-Tesla.
""Und wir haben zu garantieren, wenn die Messungen im Orbit gemacht werden, dass man das auf ein Zehntel Nano-Tesla weiß in der Genauigkeit. Das ist selbst für uns als Ingenieure anschaulich nicht begreifbar, sag‘ ich ganz ehrlich","
erklärt Albert Zaglauer, Swarm-Projektleiter beim Raumfahrtkonzern Astrium in Immenstaad. Das heißt: Innerhalb eines magnetischen "Grund-Rauschens" von 50.000 Nano-Tesla müssen die Instrumente Schwankungen von Bruchteilen von Nano-Tesla erkennen, um den Projektzielen gerecht zu werden. Um zudem über einen längeren Zeitraum hinweg eine dreidimensionale Verteilung der Magnetfeldschwankungen zu dokumentieren, wird die Mission mit drei Satelliten geflogen, die zunächst in einer polaren Umlaufbahn von 490 Kilometern Höhe die Erde umkreisen. Alle drei Swarm-Satelliten sollen gemeinsam Mitte 2012 vom Weltraumbahnhof Plesetsk rund 800 Kilometer nordöstlich von Moskau ins All geschossen werden.