Ganz schön vermessen

Die Swarm-Mission besteht aus drei baugleichen, 500 Kilogramm schweren Satelliten, die als „Schwarm“ um die Erde fliegen. Zwei von ihnen im Formationsflug über die Pole im Abstand von nur 150 Kilometern zueinander, der dritte auf einer anderen Umlaufbahn in größerer Höhe. Diese Konstellation erlaubt es im Laufe der mehrjährigen Mission, ein präzises Bild des Erdmagnetfelds zu gewinnen. Der Start erfolgte am 22. November 2013 um 13:02 Uhr mitteleuropäischer Zeit.

Swarm ist der jüngste Nachfolger der erfolgreichen CHAMP-Mission des Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ, mit der bereits vom Jahre 2000 bis 2010 das Erdmagnetfeld vermessen wurde. Aufgrund der Erfahrung des GFZ wurde vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) das Projektbüro der Swarm-Mission in Potsdam eingerichtet.

Unbändiges Erdmagnetfeld

Das Erdmagnetfeld erstreckt sich vom Innern der Erde über die Erdoberfläche durch die Atmosphäre bis weit ins Weltall hinein. Seine Auswirkungen sind vielfältig: von der Abschirmung gefährlicher kosmischer Strahlung aus der Sonne bis hin zur Erfindung des Kompasses ist den Menschen seine Wirkung bekannt. Das Magnetfeld der Erde wird vor allem durch rotierende Ströme flüssigen Eisens im äußeren Kern der Erde verursacht, aber auch magnetisiertes Gestein in der Erdkruste beeinflusst das Feld. Wie groß dieser Beitrag ist, wollen Wissenschaftler nun mit Hilfe der Swarm-Satelliten herausfinden.

Dabei ist das Magnetfeld nicht statisch, sondern scheinbar zufälligen Veränderungen unterworfen. Über viele Hunderttausend Jahre kann es stabil bleiben, aber dann binnen kurzer Zeit in einer chaotischen Übergangsphase seinen Nord- und Südpol umkehren. Das ist schon mehrfach in der Erdgeschichte geschehen, wie die Wissenschaftler heute wissen, vorhersagen können sie solche Veränderungen bisher aber nicht.

Auch die Stärke des Sonnenwinds und Ströme geladener Teilchen in der oberen Atmosphäre der Erde beeinflussen das Magnetfeld. Es verändert sich so stark, dass Wissenschaftler auch vom täglichen „Weltraumwetter“ sprechen. Es ist vor allem für Satelliten und Raumflüge enorm wichtig, kann aber in Extremfällen sogar in sogenannten geomagnetischen Stürmen elektrische Schäden auf der Erde anrichten.

Bilderbuchstart der SWARM-Satelliten

Überblick zur Swarm-Mission beim GeoForschungsZentrum GFZ

Animation der Swarm-Satelliten im Orbit von EADS Astrium

Swarm-Projektbüro zur Information der Öffentlichkeit und Koordination der Ergebnisse

Das „Living Planet“-Erdbeobachtungsprogramm der ESA