На Землі відповідь на це питання здається простою — компас завжди вказує на північ. Але варто опинитися за межами планетарної магнітосфери — і все ускладнюється.
Перші компаси з’явилися в Китаї ще за часів династії Хань, між 300 і 200 роками до нашої ери. Вони були зроблені з намагніченої руди — магнетиту (лодстоуну), який, вільно підвішений, орієнтувався у напрямку магнітних полюсів Землі. Спочатку ці прилади використовували для ворожіння, але згодом вони стали незамінними для навігації, особливо коли зорі чи Сонце були невидимими. 1
Компас працює завдяки тому, що Земля — це великий магніт, з північним і південним магнітними полюсами. Її магнітне поле виникає внаслідок взаємодії осьового нахилу, обертання планети та руху розплавленого металу в ядрі.
Цікавий факт! Стрілка компаса, виготовлена з намагніченого матеріалу, орієнтується на північний магнітний полюс, який розташований приблизно за 1600 км на південь від географічного Північного полюса — поблизу канадського острова Елсмір.
Що відбувається з компасом у космосі?
Усе залежить від того, де саме в космосі ви перебуваєте. Магнітосфера Землі — це область навколо планети, де домінує її магнітне поле. Вона простягається на 37 тис. км у напрямку Сонця і приблизно на 370 тис. км у протилежний бік. Якщо ви залишаєтесь у межах цієї зони, стрілка компаса все ще буде вказувати на «північ» — тобто на той самий канадський регіон.
Для розуміння масштабів: Міжнародна космічна станція (МКС) обертається навколо Землі на висоті приблизно 400 кілометрів. Лише уявіть — це всього кілька сотень кілометрів над нашими головами, тоді як магнітне поле планети простягається на сотні тисяч кілометрів у космос.
Але щойно ви покидаєте межі магнітосфери, ситуація змінюється. Магнітні поля мають не лише Земля, а й інші небесні тіла. Наприклад, Місяць і Марс, хоча їхні магнітні поля дуже слабкі, тож компас почне реагувати на них лише на близькій відстані.
Чи буде компас працювати далі в космосі?
Якщо ви опинитесь ще далі в космосі, ваш компас, найімовірніше, орієнтуватиметься на одне з двох небесних тіл:
- Юпітер — володар найсильнішого магнітного поля серед планет Сонячної системи. Завдяки швидкому обертанню (понад 45 тис. км/год) і масивному металевому водневому ядру (майже у 1,5 раза більше за Землю), магнітосфера Юпітера простягається на вражаючі 12 мільйонів кілометрів!
- Сонце — його магнітосфера (геліосфера) охоплює всю Сонячну систему. Якщо ви не перебуваєте в межах магнітосфери планети, саме Сонце стане основною магнітною орієнтирною точкою для вашого компаса.
Що цікаво, визначити конкретну точку на Сонці, куди вказує компас, буде складно. Магнітні полюси Сонця змінюються приблизно кожні 11 років унаслідок сонячного максимуму — періоду підвищеної сонячної активності.
Цікавий факт! Магнітні полюси Землі також періодично змінюються, але з набагато повільнішою частотою — раз на 30 тисяч років (деякі дані вказують на можливу зміну вже протягом наступних кількох століть).
Водночас варто пам’ятати: навіть якщо магнітне поле небесного тіла і впливає на стрілку компаса, звичайний компас є практично марним у космосі. Там немає напрямків на зразок півночі чи сходу — натомість є вектори руху у тривимірному просторі.
Як орієнтуються в космосі насправді?
Для орієнтації у відкритому космосі використовують векторні магнітометри — спеціальні прилади, які вимірюють не лише напрямок магнітного поля, а й його інтенсивність. Це дозволяє краще аналізувати середовище, в якому перебуває космічний апарат, та адаптувати його траєкторію або орієнтацію у просторі.
У підсумку, хоч звичний компас і має свої обмеження поза межами Землі, саме його принципи стали основою для створення складніших і ефективніших технологій орієнтації у Всесвіті.
Дайджест публікацій за тиждень
Щопʼятниці отримуйте найцікавіші статті за тиждень на ваш імейл.
😲 Бонус! PDF-добірка «Найдивніші свята року».
