Куди вказує компас у космосі?

Куди дивиться компас

Магнітне поле Землі змушує стрілку компаса завжди вказувати на північ. Однак у космосі все стає значно складнішим. Як же реагуватиме цей прилад поза атмосферою планети? На це є відразу дві відповіді, пише 24 Канал.

Компас сам по собі є магнітом, а його полюси збігаються з полюсами Землі. Магнітне поле планети породжується електричними струмами, що протікають через її розплавлене металеве ядро й узагалі існують завдяки ньому. Земля — єдина кам'яниста планета в Сонячній системі з таким сильним магнітним полем.

Компас у космосі вимірюватиме різні речі, залежно від того, де саме ви перебуваєте. Технічно він усе ще працюватиме, адже стрілка лишатиметься намагніченою й реагуватиме на навколишні магнітні поля. Але поза атмосферою планети він не обов'язково вкаже вам на Землю. Натомість він показуватиме на північний полюс того магнітного поля, яке є найсильнішим відносно того місця в космосі, де знаходиться компас.

За даними NASA, це магнітне поле випромінюється з планети приблизно на 37 000 кілометрів з боку, зверненого до Сонця, й простягається щонайменше на 370 000 кілометрів позаду планети. Ця область навколо планети, де домінує магнітне поле планети, відома як магнітосфера.

Це означає, що умовний астронавт, який перебуває в космосі, але хоче скористатися компасом, щоб повернутися на Землю, повинен перебувати в межах цієї магнітосфери, щоб компас реагував магнітне поле планети. Однак тут варто зауважити, що магнітне поле не є особливо жорсткою межею. Навіть за межами класичної магнітосфери, де можна сказати, що поле Землі є домінуючим або помітним, ви все одно можете розраховувати на роботу компаса, оскільки поле ще матиме невеликий вплив, який слабнутиме тим більше, чим далі ви віддаляєтесь від планети. Сказати точно, як далеко простягається це залишкове магнітне поле, наразі вчені не можуть.

Місяць та Марс

Докази з місячних порід свідчать про те, що Місяць колись мав магнітне поле, але внутрішнє ядро супутника з того часу сповільнилося й охололо, в результаті чого він втратив свою геодинаміку. Як і Місяць, інші небесні тіла в нашій Сонячній системі зараз не мають сильного магнітного поля. Наприклад, близько 3,9 мільярда років тому геодинаміка Марса загадковим чином сповільнилася, різко послабивши його магнітне поле, що зрештою призвело до втрати атмосфери.

Але навіть якби планетарні магнітні поля цих небесних тіл не постраждали, астронавт, який перебуває на Місяці чи Марсі, все одно вловив би там певні магнітні сигнали, а саме магнітне поле кори – гірської породи на зовнішній поверхні, яка все ще зберігає свідчення старого магнетизму.

А що далі

Якщо ви покинете магнітосферу Землі й пролетите ще трохи далі, то компас, найімовірніше, вказуватиме на Юпітер. Це тому, що магнітосфера Юпітера масивна. За даними NASA, магнітосфера Юпітера є найбільшою структурою в Сонячній системі, її ширина сягає 21 мільйон кілометрів. Ця гігантська магнітосфера також створюється ядром планети й зараз вивчається космічним апаратом "Юнона".

Але що, якщо астронавт узагалі не перебуває в магнітосфері планети? Більша частина космосу здається порожньою. Куди ж вкаже стрілка? Логіка підказує, що вона просто застигне на тому місці, куди вказувала в той момент, коли на неї востаннє діяло магнітне поле. Але насправді все не так. У межах нашої Сонячної системи одна магнітосфера затьмарює всі інші: магнітосфера Сонця.

Якщо ви перебуваєте в межах геліосфери (магнітного поля Сонця), але не біля планети, то компас буде вимірювати магнітне поле, яке надходить від нашої зорі, а точніше від її сонячного вітру. Річ у тім, що віддалившись від Сонця, магнітне поле ослаблюється, а тому планети можуть його пересилити своїм полем. Але коли планет поряд немає, то Сонце домінує просто тому, що немає конкурентів.

Магнітосфера Сонця закручується навколо зірки по спіралі й простягається втричі далі, ніж Плутон. За даними Національної лабораторії магнітного поля, сонячний вітер несе власне слабке магнітне поле, коли виривається в Сонячну систему. Магнітне поле безпосередньо на Сонці досить безладне, що можна побачити на зображеннях сонячних корональних петель. Ці арки плазми слідують за лініями магнітного поля Сонця, які стають більшими й складнішими, коли Сонце досягає свого сонячного максимуму, пікового періоду в його активності (як зараз, наприклад). Це настільки складно, що справжні північ і південь зірки починають трохи розмиватися і врешті-решт стрілки компаса будуть постійно коливатися.

Чи має компас узагалі сенс у космосі

Насправді традиційний компас, який калібрується за допомогою стрілок "вгору" і "вниз", був би досить безглуздим у космосі як навігаційний інструмент. Існує кілька комерційно доступних "3D" компасів, які теоретично можуть вказати вам напрямок на магнітну північ у космосі. Однак вони не обов'язково повернуть вас назад до Землі — лише до найближчого магнітного поля.

Втім, дуже потужні компаси, які називаються магнітометрами, корисні в космосі, але не для навігації. NASA використовує ці інструменти, щоб зрозуміти більше про взаємодію плазми в космосі та вловити стародавні ознаки геодинаміки.