Electricitate și magnetism - Magnetometre - 3 - Măsurarea câmpului magnetic

Câmpul magnetic al Pământului este slab în comparație cu cel al unor planete, cum ar fi Jupiter. Alte planete, precum Venus, au câmp magnetic mic sau deloc. Soarele are, de asemenea, propriul câmp magnetic imens. Înțelegerea câmpurilor magnetice și modul în care acestea interacționează este o parte foarte importantă a înțelegerii planetei noastre, a sistemului nostru solar și a restului Universului.

Navele spațiale au instrumente pentru detectarea câmpurilor magnetice. Aceste instrumente se numesc magnetometre. Ele trebuie să fie foarte sensibile la schimbările magnetismului pe măsură ce nava spațială orbitează în câmpul magnetic al Pământului sau în timp ce se deplasează către alte destinații aflate sub influența câmpului magnetic al Soarelui.

O misiune a NASA a fost Space Technology 5 (ST5), care a pus trei nave spațiale miniaturizate pe orbita Pământului. Scopul principal al misiunii a fost de a face nave spațiale foarte mici, ușoare și eficiente din punct de vedere energetic, care să funcționeze la fel ca omologii lor de dimensiuni complexe, și apoi să le testeze într-un mediu spațial. Ca parte a testării, aceste nave spațiale au folosii magnetometre miniaturizate, mai mici decât cutia care conține o rolă de film de 35 mm (5 x 5 x 3 cm). Acești mici senzori cu magnetometru au colectat datele câmpului magnetic și au trimis rezultatele la sol, unde oamenii de știință le-au analiza pentru viitoarele misiuni.

Problema cu magnetometrele este că, dacă nu sunteți atent, veți ajunge să măsurați câmpurile magnetice generate chiar de nava spațială! De aceea, magnetometrele sunt întotdeauna așezate pe brațe care se extind de la nava spațială, așa cum puteți vedea în această imagine a ST5. În acest caz, brațele extinse au o lungime de aproximativ 79 de centimetri.

(Navele spațiale Space Technology 5 țin magnetometrele la distanță.)

Deși brațul ține magnetometrul la o anumită distanță de câmpurile magnetice ale navei spațiale, această distanță nu este întotdeauna suficientă pentru a rezolva problema.

De ce navele spațiale generează ele însele câmpuri magnetice?

Curentul electric care curge într-un fir produce un câmp magnetic. Așa funcționează electromagneții. Electromagneții sunt într-adevăr doar piese obișnuite de metal până când curentul electric este făcut să curgă prin sau în jurul lor. Atunci devin magneți și pot face tot felul de lucruri utile, de la ridicarea și eliberarea încărcăturilor grele până la operarea telefonului.

Instrumentele și dispozitivele navelor spațiale utilizează electricitatea generată din Soare de celulele solare și stocată în bateriile situate la bordul fiecărei nave spațiale. Când curentul electric curge de la baterie la un computer de bord, de exemplu, și înapoi la baterie (pentru a închide circuitul), un câmp magnetic apare în jurul firului care transportă curentul electric. Chiar și numai pornirea unui instrument poate provoca un vârf (o creștere bruscă, apoi o scădere) în câmpul magnetic din jurul navei spațiale. Magnetometrul nu ar putea spune dacă tocmai a trecut printr-o linie de câmp magnetic mai puternică în spațiu sau dacă vârful a fost cauzat de o operație pe nava spațială.

PDF: https://www.telework.ro/ro/e-books/electricitate-si-magnetism-magnetometre/

Publicat inițial în The Technology Teacher, Septembrie 2002, de International Technology Education Association

Acest articol a fost scris de Diane Fisher, scriitoare și designer al site-ului web The Space Place. Alex Novati a realizat ilustrațiile, inclusiv redarea navei spațiale ST5 care a călătorit prin câmpul magnetic al Pământului. Articolul a fost furnizat de Programul New Millennium al Administrației Naționale pentru Aeronautică și Spațiu (NASA), administrat de Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology. Traducere, editare imagini și
adaptare de Nicolae Sfetcu, www.telework.ro.