SWARM

Swarm
Typ:	Forschungssatellit (Anzahl 3, baugleich)
Betreiber:	Europäische Weltraumorganisation ESA
Missionsdaten
Masse:	je 500 kg
Größe:	0.75 x 1.30 x 9.00 m
Start:	4. Oktober 2013 (geplant)
Startplatz:	Plessezk (Russland)
Trägerrakete:	Rockot
Flugdauer:	4 Jahre
Bahndaten
Bahnhöhe:	450-300 km (Sat. A,B) 530 km (Sat. C)
Bahnneigung:	87.3° (Sat. A,B) 88.0° (Sat. C)

Swarm (engl. Schwarm) ist der Name einer Satellitenmission der ESA. Der Start ist für den 4. Oktober 2013 geplant. Die Mission ist Teil des Programms Earth Explorer Mission.

Dabei werden drei identische Satelliten mit einer Masse von je 500 kg zusammenarbeiten. Sie umkreisen die Erde auf polaren Umlaufbahnen in Höhen zwischen 450 und 550 km. Gemeinsam sollen sie die Stärke, Orientierung und die zeitliche Veränderung des Erdmagnetfeldes messen. Daraus erhofft man Prognosen über die Langzeitentwicklung des Magnetfeldes ableiten zu können. Alle drei Satelliten werden gemeinsam von einer Rakete ins Weltall befördert. Das Projekt wird damit das erfolgreiche CHAMP-Projekt fortsetzen.

Die Satelliten werden von einem deutsch-britischen Team von EADS Astrium 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.

Wissenschaftliche Nutzlast

Die Satelliten tragen jeweils sieben Instrumente für die Durchführung des Projekts, diese sind:

• das Vector Field Magnetometer (VFM), das wissenschaftliche Hauptinstrument der SWARM-Mission. Es soll die vektoriellen Komponenten des Erdmagnetfeldes mit höherer Genauigkeit vermessen als dies mit früheren Missionen wie Ørsted, CHAMP und SAC-C möglich war;
• das Absolute Scalar Magnetometer (ASC), 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 werden 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).

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 befindet sich am Deutschen GeoForschungsZentrum, GFZ, in Potsdam in Kooperation mit dem DLR. Es bereitet bis zum Start der Satelliten die Auswertung der Mission vor – ebenso wie die Nutzung der Swarm-Ergebnisse in verschiedenen Geowissenschaften. 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
• EADS Astrium - Swarm
• Hintergrundinformationen (z.T. englisch)

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