SWARM

Swarm
Typ:	Forschungssatellit (Anzahl 3, baugleich)
Betreiber:	Europaische Weltraumorganisation ESA
COSPAR-ID:	2013-067A/B/C
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
Status:	in Betrieb
Bahndaten
Umlaufzeit:	93,3 min(Sat. A,C) 94,7 min (Sat. B)
Bahnneigung:	87,3° (Sat. A,C) 87,8° (Sat. B)
Apogäumshöhe:	446 km (Sat. A,C) 511 km (Sat. B)
Perigäumshöhe:	443 km (Sat. A,C) 507 km (Sat. B)

Swarm (englisch für Schwarm) ist der Name einer Satellitenmission der ESA. Die Mission ist Teil des Programms Earth Explorer Missions und setzt das erfolgreiche CHAMP-Projekt fort. Die drei baugleichen Satelliten starteten am 22. November 2013.

Mission

Die drei Satelliten umkreisen die Erde in der Ionosphäre auf polaren Umlaufbahnen. Gemeinsam messen sie die Stärke, Orientierung und zeitliche Veränderungen des Erdmagnetfeldes. Aus den Ergebnissen sollen Prognosen über die Langzeitentwicklung des Magnetfeldes abgeleitet werden.

Die Kosten für den Bau der Satelliten betrugen etwa 86 Millionen Euro, die Gesamtkosten der Mission waren auf etwa 200 Millionen Euro veranschlagt. Im November 2017 wurde die Mission bis 2021^[veraltet] verlängert.

Aufbau

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

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

• 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 des Satelliten und
• der GNSS Receiver (GPSR), dieser liefert unabhängige Echtzeitinformationen zur Position und Zeit des Satelliten.

Datenprodukte

Die Swarm-Mission liefert folgende Datenprodukte für das Magnetfeld, für das elektrische Feld und die Ionosphäre sowie für den Orbit und Luftwiderstand. 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).

• Level 1b:
  • Magnetfeldstärke
  • Magnetfeldvektor
• Level 2:
  • Comprehensive Inversion (Modellierung aller Magnetfeldanteile)
  • Magnetisches Kernfeld
  • Magnetisches Krustenfeld
  • Elektrische Leitfähigkeit des Erdmantels

• 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)

• 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

Es gab von September 2009 bis Dezember 2014 am Deutschen GeoForschungsZentrum in Potsdam das Swarm-Projektbüro. Es 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. Koordinator des deutschen Projektbüros war Hermann Lühr, einer der Wegbereiter der Swarm-Mission.

Weblinks

• Deutsches Swarm Projektbüro
• ESA: Swarm (englisch)

Einzelnachweise

1. ESA: Swarm. In: Earth Observation Portal. Abgerufen am 5. Januar 2018. 
2. Bahndaten nach SWARM A. N2YO, 5. Januar 2018, abgerufen am 5. Januar 2018 (englisch). , SWARM B. N2YO, 5. Januar 2018, abgerufen am 5. Januar 2018 (englisch). , SWARM C. N2YO, 5. Januar 2018, abgerufen am 5. Januar 2018 (englisch). 
3. dpa: (Memento vom 2. Dezember 2013 im Internet Archive), 22. November 2013
4. Deutschlandfunk, Forschung Aktuell, 22. November 2013, Karl Urban: deutschlandfunk.de: Minischwarm erkundet das irdische Magnetfeld (23. November 2013)
5. [http://www.swarm-projektbuero.de/fileadmin/Dokumente/Satelliten_Steckbrief_Swarm_GFZ.pdf Steckbrief des GFZ zur Swarm Mission] (Link nicht abrufbar)
6. ESA: ESA Member States approve Swarm extension. 20. November 2017, abgerufen am 5. Januar 2018. 
7. Swarm Technical Annex, April 2004 (PDF, 3,3 MB)
8. (Memento vom 3. Dezember 2013 im Internet Archive), Projektbüro Deutschland
9. Deutsches Swarm Projektbüro.
10. gfz-potsdam.de: PDF

Satelliten und Raumsonden mit Beteiligung der ESA

Erfolgte Starts:	COS-B (1975) • GEOS 1 und 2 (1977, 1978) • OTS-1 und -2 (1977, 1978) • ISEE 2 (1977) • Meteosat (1977–1997) • IUE (1978) • Marecs A und B (1981, 1984) • Exosat (1983) • ECS (1983–1988) • Giotto (1985) • Olympus (1989) • Hipparcos (1989) • Hubble (1990) • Ulysses (1990–2009) • ERS 1 und 2 (1991, 1995) • EURECA (1992) • ISO (1995) • SOHO (1995) • EGNOS (1996–2014) • Huygens (1997) • XMM-Newton (1999) • Cluster (2000) • Artemis (2001) • Proba-1 (2001) • Envisat (2002) • MSG-1, -2, -3, -4 (2002, 2005, 2012, 2015) • Integral (2002) • Mars Express (2003) • Smart-1 (2003) • Double Star (2003) • Rosetta (2004) • CryoSat (2005) • SSETI Express (2005) • Venus Express (2005) • Galileo (2005–2020) • MetOp-A, -B und -C (2006, 2012, 2018) • Corot (2006) • GOCE (2009) • Herschel (2009) • Planck (2009) • Proba-2 (2009) • SMOS (2009) • CryoSat-2 (2010) • Hylas (2010) • Alphasat I-XL (2013) • Proba-V (2013) • Swarm (2013) • Gaia (2013) • Sentinel 1A/1B (2014, 2016) • Sentinel 2A/2B (2015, 2017) • LISA Pathfinder (2015) • Sentinel 3A/3B (2016, 2018) • ExoMars Trace Gas Orbiter (2016) • Schiaparelli (2016) • Sentinel-5P (2017) • ADM-Aeolus (2018) • BepiColombo (2018) • Cheops (2019) • PhiSat-1 (2020) • Solar Orbiter (2020) • JWST (2021) • MTG-I1 (2022) • Juice (2023) • Euclid (2023) • Proba-V CC (2023) • Mantis und Intuition-1 (2023)
Geplante Starts:	Biomass (2024) • EarthCARE (2024) • Proba-3 (2024) • Hera (2024) • MTG-S1, -I2, -I3, -S2, -I4 (2024–2042) • MetOp-SG (2024–2039) • Smile (2025) • Altius (2025) • Flex (2025) • Forum (2026) • Plato (2026) • Clearspace-1 (2026) • Vigil (2027) • Lunar Pathfinder (2028) • Ariel (2029) • Comet Interceptor (2029) • EnVision (2031–2033) • Arrakhis (2030er)
Zurückgestellt:	ExoMars Rover (frühestens 2028)