Ørsted-satellittens afløsere kan lette jagten på mineraler

Klokken 13.02 fredag 22. november skal de endelig op – de tre Swarm-satellitter, som skal måle på Jordens magnetfelt med en hidtil uset nøjagtighed.

Projektet skulle efter flere forsinkelser nu være helt på plads, og snart vil ESA-personalet sætte sig klar i kontrolrummet i Darmstadt i Tyskland for at følge affyringen fra raketstationen i Rusland af løfteraketten med de tre satellitter om bord.

Professor emeritus Eigil Friis-Christensen fra DTU Space vil også være til stede i Darmstadt. DTU’s rumforskningsafdeling har nemlig spillet en ikke uvæsentlig rolle i det projekt, som skal give alverdens forskere – måske hovedsageligt europæiske – nye og meget detaljerede informationer om magnetfeltet, der primært skyldes strømme i Jordens flydende kerne, og som er med til at beskytte os mod solstorme.

»I dag forstår vi ikke dette magnetfelt tilstrækkeligt godt, og selv om Ørsted har givet udmærkede målinger gennem 14 år, så har vi hele tiden vidst, at det kunne gøres bedre,« siger Eigil Friis-Christensen, der har været leder for det konsortium, der i 2004 vandt konkurrencen om denne femte mission i ESA’s jordobservationsprogram.

Han var også en af initiativtagerne til Ørsted-satellitten, der blev opsendt i 1999 og stadig bevæger sig rundt om Jorden og foretager målinger af magnetfeltet.

De tre Swarm-satellitter bliver sendt ud i tre forskellige kredsløb og vil ende i højder mellem 300 og 530 km. De to vil bevæge sig parallelt, mens den tredje på et tidspunkt vil flyve på tværs, og til sammen vil de kunne skabe et 3D-lignende billede af Jordens magnetfelt, så vidt muligt renset for Solens indflydelse.

»Vi troede først, at vi fik brug for mindst fire satellitter – måske flere, heraf navnet ‘Swarm’ eller sværm – men det viste sig, at vi kunne nøjes med tre og få næsten det samme ud af dem ved at optimere banerne. Ved at køre to satellitter parallelt kan vi få ‘stereosyn’,« siger Eigil Friis-Christensen.

At kende Jordens magnetfelt kan være ganske praktisk, fordi det er ændringer i magnetfeltet, der forårsager, at polerne rykker sig, og at navigationsudstyr derfor skal tilpasses. Det er desuden vigtigt at forstå de elektriske strømme, der bliver genereret i atmosfæren under solstorme, fordi de kan ødelægge højspændingsanlæg – især på høje breddegrader, hvor magnetfeltet ikke beskytter tilstrækkeligt.

Mere nøjagtige olieboringer

Og ikke mindst vil bedre kort af magnetfeltet i Jordens skorpe gøre det meget nemmere at finde mineraler og forbedre nøjagtigheden af olieboringer. Her har Ørsted-satellitten spillet en rolle, men Swarm kan gøre efterforskningen endnu mere detaljeret.

Satellitterne vil indeholde seks videnskabelige instrumenter, og DTU Space har været underleverandør på hovedinstrumentet, nemlig den optiske bænk, der indeholder vektorfelt-magnetometret sammenbygget med tre stjernekameraer, som holder styr på satellitternes retning ved at aflæse stjernehimlen.

Vektorfelt-magnetometret er selve den enhed, der måler på det magnetiske felt fra Jordens kerne, kappe, skorpe, atmosfæren og i havene. Det foregår ved hjælp af en kugle af viklede kobberspoler, igennem hvilke der går strømme, som hele tiden udligner Jordens magnetiske felt.

Tre sensorer måler derpå 50 gange i sekundet, hvor stor strømstyrke det kræver, og på den måde tegner sig et præcist billede af Jordens magnetfelt, som hele tiden ændrer sig på grund af satellittens bane omkring Jorden.

»Forstår du strømmene inde i Jordens flydende kerne, begynder du at forstå mekanismen bag den dynamo, der driver hele Jordens magnetfelt,« siger Eigil Friis-Christensen.