Что покажет компас в открытом космосе? Разбираемся с фактами

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

На Земле компас — простой и надёжный инструмент. Маленький магнит, свободно вращающийся на оси, всегда указывает на север. Но если перенести этот прибор в открытый космос, он внезапно становится бесполезным. Почему так происходит? Ответ кроется в природе магнитных полей и их распределении в Солнечной системе.

Автор: wirestock Источник: ru.freepik.com

Как компас работает на Земле?

Земля — это огромный магнит. Это свойство объясняется процессами, происходящими в её недрах. Внешнее ядро нашей планеты состоит из жидкого металла (преимущественно железа и никеля), который движется благодаря конвекционным потокам и вращению Земли. Этот процесс создаёт электрические токи, а они, в свою очередь, формируют магнитное поле.

Земное магнитное поле простирается далеко в космос и направляет компас на северный магнитный полюс, который, что любопытно, находится не точно на географическом северном полюсе, а немного смещён — примерно в районе канадской Арктики.

Южный магнитный полюс, соответственно, располагается в Антарктиде. Стрелка компаса, представляющая собой маленький магнит, ориентируется вдоль силовых линий этого поля, указывая на ближайший полюс противоположной полярности.

Автор: playground.com Источник: playground.com

Что произойдёт с компасом в космосе?

Если взять компас и отправить его в космос, его поведение изменится. Земное магнитное поле не исчезает внезапно — оно образует так называемую магнитосферу, простирающуюся на тысячи километров.

Магнитосфера защищает нас от солнечного ветра и удерживает заряженные частицы. Она простирается на 23 000 миль в сторону Солнца и на 230 000 миль в противоположную сторону. В пределах этой области стрелка компаса всё ещё может слабо реагировать на земное поле, но его интенсивность будет быстро снижаться. Чем дальше — тем слабее.

Когда космический аппарат покидает магнитосферу Земли и выходит в межпланетное пространство, компас теряет свою функциональность. Он перестаёт указывать в каком-либо определённом направлении, поскольку вокруг него больше нет мощного и стабильного магнитного поля.

Какие объекты в космосе могут влиять на компас?

В Солнечной системе есть несколько объектов, которые обладают собственными магнитными полями. Однако далеко не все из них достаточно сильны, чтобы повлиять на стрелку компаса.

  • Луна. Несмотря на то, что когда-то у неё было магнитное поле, сегодня оно крайне слабое. В некоторых регионах на её поверхности ещё можно обнаружить небольшие магнитные аномалии, но они никак не повлияют на работу компаса.
  • Марс. У Красной планеты нет глобального магнитного поля, но в коре Марса есть сильно намагниченные области. Однако они не обладают достаточной силой, чтобы стать ориентиром для компаса.
  • Юпитер. Эта планета — настоящий магнитный гигант. Его магнитосфера в 20 000 раз мощнее земной и простирается на 12 миллионов миль в космос. Если бы компас оказался в её пределах, он бы направился в сторону Юпитера, а не Земли.
  • Солнце. Самое сильное магнитное поле в Солнечной системе создаёт именно Солнце. Его магнитосфера называется гелиосферой и охватывает всю Солнечную систему. Однако магнитное поле Солнца нестабильно и меняет свою структуру каждые 11 лет, когда происходит смена полярности. Поэтому, если в глубоком космосе компас и начнёт на что-то реагировать, скорее всего, он укажет на Солнце, но это направление будет постоянно меняться.
Автор: atlascompany Источник: ru.freepik.com

Почему компас в космосе бесполезен?

Даже если компас теоретически может реагировать на магнитные поля, он остаётся бесполезным с точки зрения навигации.

Проблема в том, что в космосе отсутствуют привычные направления — «север», «юг», «восток» и «запад» теряют свой смысл. Пространство трёхмерно, а магнитные поля слишком хаотичны, чтобы компас мог стать надёжным инструментом для ориентации.

Кроме того, магнитные поля в космосе крайне неоднородны. Например, даже в пределах одной планеты, как Юпитер, они имеют сложную структуру, из-за чего стрелка компаса может вести себя непредсказуемо. В межпланетном пространстве эти поля настолько слабые, что прибор попросту перестаёт функционировать.

Чем космонавты заменяют компас?

Для ориентации в космосе используются более сложные технологии. Среди них два ключевых инструмента:

  • Векторные магнитометры. В отличие от обычного компаса, они не просто определяют направление магнитного поля, но и измеряют его силу. Это даёт возможность понять, насколько объект удалён от источника магнитного поля.
  • Звёздные датчики. Они работают по принципу древних мореплавателей: фиксируют положение определённых звёзд и позволяют точно определить ориентацию космического аппарата. В отличие от магнитных полей, звёзды — это стабильные ориентиры, что делает их идеальными для навигации.

Итог

Компас, столь полезный на Земле, становится абсолютно бесполезным в космосе. Без сильного и стабильного магнитного поля он не может выполнять свою функцию. Вблизи планет с мощной магнитосферой он может среагировать на их поля, но они слишком изменчивы, чтобы служить надёжным ориентиром. В результате для космических путешествий используются совершенно иные технологии, а компас остаётся всего лишь напоминанием о том, что в космосе действуют другие законы.

Изображение в превью:
Автор: playground.com
Источник: playground.com
Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

2 комментария

сумасшедшая4
Вблизи планет с мощной магнитосферой он может среагировать на их поля

И давно люди летают на другие планеты?
a
Она простирается на 23 000 миль в сторону Солнца и на 230 000 миль в противоположную сторону.

Даже не соизволили перевести в привычные нам километры…

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Sharp VZ-2000: зачем в бумбоксе 1981 года был проигрыватель винила с двумя тонармами

Sharp VZ-2000 — это не просто крупная магнитола начала 1980-х. Это портативная система, в которую умудрились встроить вертикальный проигрыватель винила, способный играть обе стороны...

Почему свёкла иногда вырастает огромной, но невкусной

Крупная свёкла сначала кажется поводом для гордости. Корнеплод едва помещается в ладони, тяжёлый, ровный, без трещин — настоящий выставочный экземпляр. Но стоит его разрезать и сварить,...

Австралия — остров, который считают материком? И при чём здесь Гренландия

Если спросить случайного человека, какой самый большой остров на Земле, большинство уверенно ответят — Гренландия. И будут правы. Но если спросить следующее: а Австралия — это...

Чемодан на колесиках: путь изобретения, которое десятилетиями никому не было нужно

Сегодня в любом аэропорту мира можно увидеть пассажиров, которые везут за собой багаж, не прилагая почти никаких усилий. Чемодан на колесиках стал настолько обыденной вещью, что мало кто...

Почему усилитель мощности QUAD 405 1975 года копируют и слушают и сегодня

Усилитель мощности QUAD 405, появившийся в 1975 году в Великобритании, действительно стал феноменом: его и сейчас активно копируют, а аудиофилы продолжают им восхищаться. Платы для DIY аудио...

Физики обошли третий закон Ньютона: как заставить микрочастицы двигаться без моторов и топлива

В физике взвесей и дисперсных систем существует фундаментальная закономерность: взвешенные в жидкости микрочастицы под действием межмолекулярных или наведенных внешними полями сил взаимного...