Satelliten-Trio soll Rätsel des Magnetfelds und seine Interaktion mit dem Sonnenwind untersuchen - mit an Bord sind innovative GPS-Empfänger aus Österreich
Wien - Am Freitag hat eine neue Mission der Europäischen Weltraumorganisation ESA zur Messung des Erdmagnetfelds begonnen. Wie geplant hob das Satelliten-Trio der "Swarm"-Mission vom russischen Kosmodrom Plesetsk um 13.02 Uhr an Bord der "Rockot"-Trägerrakete ab. Mit der bisher genauesten Vermessung des geomagnetischen Feldes sollen die Kenntnisse über die Vorgänge im Erdinneren und im erdnahen Weltraum erweitert werden. Orientierungshilfe für die Satelliten kommt aus Österreich.
Magnetfeld schützt Leben
Für das Leben auf der Erde ist das Magnetfeld des Planeten von entscheidender Bedeutung. Es schützt vor dem Beschuss durch geladene Teilchen aus dem Weltall. Der größte Teil des Magnetfelds entsteht im flüssigen Erdkern durch die Erdrotation, ähnlich einem Dynamo. Das Magnetfeld ist in ständiger Veränderung. Der magnetische Norden verändert laufende seine Position und durchschnittlich zweimal in einer Million Jahre wechselt die Polarität. Eine Kompassnadel würde dann nach Süden statt nach Norden zeigen.
Auch die Stärke des Magnetfelds ändert sich - derzeit schwächt es sich deutlich ab. Der deutsche Satellit CHAMP beobachtete, dass die Feldstärke in Gegenden über Südamerika und dem Südatlantik rasch abnimmt - um bis zu zwölf Prozent in 30 Jahren. Bereits jetzt gibt es Störungen von Raumsonden in dieser Region.
Aufgaben der Satelliten-Mission "Swarm"
Das niedrig fliegende Satelliten-Trio "Swarm" soll die künftige Entwicklung des Erdmagnetfeldes präzise überwachen. Die Wissenschafter erhoffen sich davon unter anderem einen tiefen Blick in das Innere der Erde. Zudem sollen auf Basis der Mess-Daten auch die Wechselwirkungen zwischen dem Sonnenwind und dem Erdmagnetfeld im Zusammenhang mit den weltweiten Klimaänderungen besser verstanden werden.
Die Satelliten werden auch die obere, zum Teil ionisierte und elektrisch leitende Atmosphäre erkunden. Schwankungen in der Elektronendichte in diesem Höhenbereich können Signale der GPS-Navigation stören - die Satelliten-Überwachung könnte also schlussendlich einen Beitrag zur Verbesserung der Navigationsdaten leisten.
Von den "Swarm"-Daten werden auch Beiträge zur Vorhersage von Störungen durch Sonnenwind und Gefahren durch kosmische Strahlungen (Stichwort Weltraumwetter) erwartet. Schließlich sollen die hochauflösenden Magnetfeldmessungen der Kartierung von magnetischen Gesteinen und Sedimenten dienen - was beim Auffinden von Erzlagerstätten helfen kann.
Start und Ausstattung
Die drei baugleichen Satelliten werden die Erde auf drei verschiedenen polaren Bahnen in Höhen zwischen 400 und 55 Kilometer umkreisen. Mit hochempfindlichen Messgeräten werden u.a. das magnetische und das elektrische Feld der Erde, die Plasmadichte und die Elektronen- und Ionentemperatur erfasst. Die Mission der Satelliten ist auf vier Jahre angesetzt.
Um das Magnetfeld präzise vermessen zu können, muss die exakte Satellitenposition bekannt sein. Für ihre Lageregelung benutzen die Satelliten die Signale des US-Navigationssystems GPS. Das Wiener Weltraumtechnikunternehmen RUAG Space hat für "Swarm" innovative GPS-Empfänger für die höchstmögliche Positionsgenauigkeit entwickelt. Die Geräte können Empfangssignale auf zwei unterschiedlichen Frequenzen verarbeiten; GPS-Empfänger auf der Erde hingegen nutzen nur eine Frequenz.
Mit "Swarm" fliegen die ersten Geräte dieser neuen Produktgeneration ins All. Die Navigationsempfänger sollen auch bei zukünftigen europäischen Erdbeobachtungssatelliten sowie der NASA-Mission ICESat-2 zum Einsatz kommen. Zudem lieferte RUAG Space die gesamte Thermalisolation, welche die drei "Swarm"-Satelliten vor den hohen Temperaturschwankungen im Weltraum schützt. (APA/red, derStandard.at, 21.11.2013)
Raketenstart auf dem Weltraumbahnhof Plessezk (Archivbild, August 1991)
 Am Freitag (22.11.) hat die europäische Weltraumorganisation ESA drei Satelliten ins All schießen lassen. Die Rockot-Trägerrakete startete um 13.02 Uhr (MEZ) vom nordrussischen Weltraumbahnhof Plessezk. Aufgabe der vom Raumfahrtunternehmen Astrium gebauten „Swarm“-Satelliten ist die Überwachung des Erdmagnetfeldes. Der Start verlief ohne Probleme.

Die Steuerung der drei jeweils fast eine halbe Tonne schweren Satelliten erfolgt im ESA-Kontrollzentrum in Darmstadt. Acht Jahre lang wurde die Mission vorbereitet.

Die Untersuchung des Erdmagnetfeldes ist auf mindestens vier Jahre angelegt. Zwei der Satelliten werden auf einen Höhe von 460 Kilometern, der dritte auf einer Höhe von 530 Kilometern die Erde umrunden und dort unter Anderem mit einem Vektorfeld-Magnetometer die Magnetfeld-Richtung vermessen. Ebenfalls untersucht werden auch Stärke und Schwankungen des Magnetfeldes. In diesem Zusammenhang können auch die Ergebnisse der im Jahr 2000 gestarteten ESA-Mission „Cluster“ mit in Betracht gezogen werden, in deren Rahmen Bedingungen innerhalb des Erdmagnetfeldes und deren Wechselwirkungen mit geladenen Teilchen des Sonnenwindes untersucht werden. Die „Cluster“-Satelliten umkreisen die Erde in einer Entfernung von etwa 10.000 Kilometern.

Neben der Untersuchung des Erdmagnetfeldes selbst sollen die drei „Swarm“-Satelliten auch Vorhersagen zu Störungen durch Sonnenwind und Gefahren durch kosmische Strahlungen treffen können. Als Nebeneffekt können die hochauflösenden Magnetfeldmessungen auch bei der Kartierung von magnetischen Gesteinen und Sedimenten helfen, was zum Auffinden von neuen Erzlagerstätten führen könnte.