На Земле, с помощью магнитного поля нашей планеты, компас указывает на север, но в космосе все немного сложнее.
На Земле компас может быть жизненно важным инструментом. Уже более 800 лет компасы служат человеку постоянным ориентиром, позволяя успешно ориентироваться в самых дальних уголках планеты.
Но мы, люди, стали путешествовать дальше, в холодную бездну космоса. Будет ли полезен ли компас за пределами нашей планеты? И если да, то куда он будет указывать?
Компас в космосе будет измерять разные величины в зависимости от того, где именно в космосе вы находитесь. Технически он все равно будет работать в космосе, но он не обязательно будет указывать вам путь на Землю. Вместо этого он будет указывать на северный полюс того магнитного поля, которое является самым сильным относительно того, в какой точке космоса находится компас.
Как работает компас?
Компас на Земле реагирует на магнитное поле нашей планеты. Компас сам по себе является магнитом. Как и два магнита, лежащих рядом и притягивающихся друг к другу разной полярностью, так и "северный полюс" магнита естественным образом "притягивается" к магнитному югу нашей планеты. В свою очередь, магнитное поле Земли создается электрическими токами, проходящими через расплавленное металлическое ядро нашей планеты, которые вращаются в "двигателе", называемом геодинамо. Кстати, Земля - единственная твёрдая планета в Солнечной системе с таким сильным магнитным полем.
По данным НАСА, магнитное поле выходит из планеты на расстоянии около 37 000 км с той стороны, которая обращена к Солнцу, и продолжается на не менее 370 000 км позади планеты. Эта область вокруг планеты, в которой доминирует магнитное поле планеты, известна как магнитосфера.
Так что же покажет компас?
Астронавту, который захочет воспользоваться компасом, чтобы вернуться на Землю, скорее всего, придется находиться в пределах этой магнитосферы, чтобы компас "зарегистрировал" магнитное поле планеты. Однако магнитное поле не является особенно жесткой границей. Даже за пределами классической магнитосферы, где заметно поле Земли, вы все еще можете обнаружить вещи, находящиеся очень далеко.
Лунные породы свидетельствуют о том, что когда-то у Луны было магнитное поле, но с тех пор внутреннее ядро естественного спутника замедлилось и остыло, что привело к потере геодинамо. Как и Луна, другие небесные тела в нашей Солнечной системе сейчас лишены сильного магнитного поля. Например, около 3,9 миллиарда лет назад геодинамо Марса таинственным образом замедлилось, резко ослабив его магнитное поле, что в итоге привело к потере атмосферы.
Но даже при отсутствии планетарных магнитных полей этих небесных тел астронавт, находящийся на Луне или Марсе, все равно уловит некоторые магнитные сигналы. Это магнитное поле камней на внешней коре, которые все еще хранят свидетельства старого геодинамо планеты.
Из всех планет Солнечной системы компас, скорее всего, будет указывать на Юпитер. Это связано с тем, что магнитосфера Юпитера очень массивна. Магнитосфера Юпитера - самая большая структура в Солнечной системе, ее ширина составляет 21 миллион километров. Эта гигантская магнитосфера создается металлическим водородным ядром планеты и в настоящее время изучается космическим аппаратом Juno для того, чтобы лучше понять, как создаются магнитные поля.
Но что делать, если астронавт находится не в магнитосфере планеты? Большая часть космоса кажется пустой. Но в нашей Солнечной системе есть одна магнитосфера, которая превосходит все остальные: магнитосфера Солнца
Если вы находитесь в типичном глубоком космическом вакууме между планетами, то компас в основном будет измерять магнитное поле, исходящее от солнечного ветра», - говорит Джаред Эспли, планетолог из Центра космических полетов
Магнитосфера Солнца, известная как гелиосфера, распространяется от звезды по спирали и простирается в три раза дальше, чем Плутон. По данным Национальной лаборатории магнитного поля, солнечный ветер несет с собой слабое магнитное поле, распространяясь по Солнечной системе.
Магнитное поле непосредственно на Солнце также довольно беспорядочно, что можно увидеть на изображениях солнечных корональных петель. Эти дуги плазмы следуют за линиями магнитного поля Солнца, которые становятся все больше и сложнее по мере того, как Солнце достигает солнечного максимума - пика своей активности. Они настолько сложны, что истинные север и юг звезды начинают немного расплываться и в конце концов меняются местами.
В итоге традиционный компас, калибровка которого основана на «вверх» и «вниз», будет довольно бессмысленным навигационным инструментом в космосе. Существует несколько коммерческих компасов «3D», которые теоретически могут направить вас на магнитный север в космосе. Однако они все равно не обязательно укажут вам путь к Земле - только к ближайшему магнитному полю.
Однако мощные компасы, называемые магнитометрами, полезны в космосе, но только не для навигации. НАСА использует эти приборы, чтобы лучше понять взаимодействие плазмы в космосе и обнаружить древние следы геодинамики, погибшей миллиарды лет назад. Измерение магнитного поля очень полезно для понимания того, что происходит внутри планеты.
***
Друзья, если вам понравилась эта статья, буду очень благодарен, если вы подпишетесь. Это действительно поможет мне развиваться и создавать больше интересного для вас. Спасибо!