पिछले कुछ दशकों में, खगोलविदों और भूभौतिकीविदों को ग्रहों के चुंबकीय क्षेत्रों के अध्ययन से अत्यधिक लाभ हुआ है। अन्य खगोलीय पिंडों पर चुंबकत्व के मानचित्रण पैटर्न के लिए समर्पित, इस क्षेत्र ने मिशनों के लिए धन्यवाद दिया है यात्रा करना अधिक हाल की जांच मंगल का वातावरण और अस्थिर विकास (मावेन) मिशन।
आगे देखते हुए, यह स्पष्ट है कि अध्ययन का यह क्षेत्र सौर मंडल और उससे आगे की खोज में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा। जैसा कि नासा के गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर के जारेड एस्प्ले ने नासा के में एक प्रस्तुति के दौरान उल्लिखित किया है ग्रह विज्ञान विजन 2050 कार्यशाला , इन लक्ष्यों में ब्रह्मांड के मानव अन्वेषण को आगे बढ़ाना और अलौकिक जीवन की खोज शामिल है।
पृथ्वी और उसके 'जुड़वां ग्रह', मंगल के मामले पर विचार करें। पृथ्वी में एक चुंबकीय क्षेत्र है जो 25 से 65 माइक्रोटेस्ला (0.25 से 0.65 गॉस) तक की ताकत के साथ है, जो यह सुनिश्चित करता है कि इसकी सतह पर रहने योग्य स्थितियां मौजूद हो सकती हैं। इसके विपरीत, मंगल के पास एक बार एक चुंबकीय क्षेत्र था, जिसने इसकी सतह पर एक मोटा वातावरण और तरल पानी के अस्तित्व की अनुमति दी थी।
मंगल ग्रह से टकराने वाले सौर तूफान का कलाकार का प्रतिपादन और ग्रह के ऊपरी वायुमंडल से आयन अलग करना। श्रेय: नासा/जीएसएफसी
जिस प्रक्रिया से यह हुआ, उसे MAVEN और the . जैसे ऑर्बिटर्स द्वारा बड़े पैमाने पर मैप किया गया था मार्स ग्लोबल सर्वेयर (एमजीएस)। इन मिशनों द्वारा उपलब्ध कराए गए आंकड़ों के अनुसार, वैज्ञानिक अब जानते हैं कि लगभग 4.2 अरब साल पहले मंगल का चुंबकीय क्षेत्र गायब हो गया था। अगले 500 मिलियन वर्षों के दौरान, ग्रह के वायुमंडल को धीरे-धीरे हटा दिया गया, जिसके कारण इसकी सतह ठंडी, उजाड़ जगह बन गई जिसे हम आज देखते हैं।
इस वजह से ग्रहों के चुंबकीय क्षेत्र को मापने में सक्षम होना खगोलविदों और ग्रह शोधकर्ताओं के लिए वरदान साबित हो सकता है। जैसा कि जारेड एस्प्ले ने ईमेल के माध्यम से यूनिवर्स टुडे को बताया:
'सौर मंडल की दुनिया में और उसके आस-पास चुंबकीय क्षेत्रों को सीधे मापने से हमें बहुत कुछ पता चलता है कि वे दुनिया कैसे काम करती हैं। मोटे तौर पर, हम उनकी आंतरिक संरचना और संरचना के बारे में जान सकते हैं और उनके वायुमंडल में आवेशित गैसें कैसे चलती हैं और व्यवहार करती हैं। उदाहरण के लिए, हम जांच कर सकते हैं कि क्या यूरोपा जैसे स्थानों में उपसतह महासागर हैं, बृहस्पति की आंतरिक संरचना कैसी दिखती है, और क्या मंगल ने सौर हवा के कटाव के माध्यम से अपना वातावरण खो दिया है।
गोडार्ड में एक शोध सहायक के रूप में सौर प्रणाली अन्वेषण प्रभाग (एसएसईडी), एस्प्ले मंगल ग्रह से प्रेरित मैग्नेटोस्फीयर, अंतरिक्ष प्लाज्मा की भौतिकी और मैंगेटोमीटर के विकसित जैसी चीजों के अध्ययन में अच्छी तरह से वाकिफ हैं। और जैसा कि उन्होंने 2050 कार्यशाला में अपनी प्रस्तुति के दौरान समझाया, अध्ययन के इस क्षेत्र के लिए उनके कई आवेदन हैं। उनमे शामिल है:
मंगल के इंटीरियर की कलाकार की छाप। श्रेय: NASA/JPL
उपसतह ध्वनि:
जब मंगल जैसे ग्रहों की खोज की बात आती है, तो मैग्नेटोमेट्री वैज्ञानिकों को इसकी उपसतह संरचना और संरचना निर्धारित करने में मदद करने में उपयोगी होती है। जैसा कि यह खड़ा है, मिशन जैसे भूकंपीय जांच, जियोडेसी और हीट ट्रांसपोर्ट का उपयोग करके आंतरिक अन्वेषण (इनसाइट) लैंडर - जो 2018 में लॉन्च होने वाला है - का उद्देश्य इसके भूकंप विज्ञान, तापमान और गठन के इतिहास के बारे में जानकारी प्रदान करना है।
मैग्नेटोमीटर जैसे विद्युत चुम्बकीय सेंसर के नेटवर्क का उपयोग करके, ऐसे मिशनों को ग्रह की आंतरिक संरचना के अधिक गहन अध्ययन की अनुमति देकर संवर्धित किया जा सकता है। इसके अलावा, उनका उपयोग एक्वीफर्स जैसी चीजों का पता लगाने के लिए किया जा सकता है, जो मंगल ग्रह के जीवन की खोज में मदद करेगा और मानव अन्वेषण और यहां तक कि उपनिवेशीकरण के लिए आवश्यक संसाधनों की पहचान करेगा।
इसी तरह के मिशन शुक्र और बुध पर लगाए जा सकते हैं, इस प्रकार यह पता चलता है कि सौर मंडल के सभी स्थलीय ग्रहों का निर्माण कैसे हुआ, उनमें क्या समान है, और क्या उन्हें अलग करता है।
हवाई भू-चुंबकीय सर्वेक्षण:
ग्लाइडर या गुब्बारे जैसे हवाई प्लेटफार्मों पर मैग्नेटोमीटर लगाकर, ग्रहों की सतहों का विस्तृत भूभौतिकीय लक्षण वर्णन किया जा सकता है। यह भविष्य के मिशनों को उन घटनाओं के संबंध में ग्रहों के भूभौतिकीय इतिहास का पता लगाने की अनुमति देगा, जिन्होंने क्रस्ट के चुंबकीयकरण को बदल दिया - यानी ज्वालामुखी, प्लेट टेक्टोनिक्स, प्रभाव खानपान, और बहुत कुछ।
टाइटन एरियल डॉटर (टीएडी) क्वाडकॉप्टर और उसके 'मदरशिप' बैलून की कलाकार की अवधारणा। श्रेय: NASA/STMD
इस तरह के सर्वेक्षण पृथ्वी पर नियमित रूप से निकट उपसतह में सामग्री को चिह्नित करने के लिए या खनिज अन्वेषण के लिए उपयोग किए जाते हैं। लेकिन अन्य ग्रहों और चंद्रमाओं पर, वे कुछ गहरे रहस्यों पर प्रकाश डालने में मदद कर सकते हैं, जिसमें यह भी शामिल है कि वे जीवन का समर्थन कर सकते हैं या नहीं। यह विशेष रूप से चन्द्रमाओं पर ऐसा होता है जैसे यूरोप , गेनीमेड , एन्सेलाडस , तथा टाइटन .
वर्तमान में, इसके लिए प्रस्ताव हैं टाइटन का हवाई अन्वेषण . इनमें अवधारणाएं शामिल हैं जैसे इन-सीटू और एयरबोर्न टाइटन टोही के लिए हवाई वाहन (एवीएटीआर), टाइटन एरियल डॉटरक्राफ्ट (टीएडी), और ' Dragonfly '. वहाँ भी है मंगल हेलीकाप्टर 'स्काउट' , एक वाहन जो मंगल के वायुमंडल का पता लगाने के लिए दो समाक्षीय काउंटर-रोटेटिंग ब्लेड का उपयोग करेगा (और जिसके भाग के रूप में लॉन्च होने की उम्मीद है मार्च 2020 मिशन)।
ग्रहीय मैग्नेटोस्फीयर:
मैग्नेटोस्फीयर के अध्ययन में कुछ स्थायी रहस्यों को सुलझाने में मदद के लिए मैग्नेटोमीटर का भी इस्तेमाल किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, ग्रहों के मैग्नेटोस्फीयर अत्यधिक गतिशील होते हैं, और उन घटनाओं के बीच अंतर करना मुश्किल हो सकता है जो समय-निर्भर या स्थानिक रूप से निर्भर हैं - यानी चुंबकीय पुन: संयोजन, वायुमंडलीय प्लाज्मा संरचनाओं से बचना, और प्लाज्मा तरंगें।
मैग्नेटोमीटर (और प्लाज्मा स्पेक्ट्रोमीटर) से लैस क्यूबसैट के छोटे समूहों के कई अंतरिक्ष यान को तैनात करके, यह पूरी तरह से संभव होगा कि ग्रहीय मैग्नेटोस्फीयर कैसे काम करते हैं। भूगर्भिक सर्वेक्षणों के हिस्से के रूप में, और सौर हवा और पृथ्वी के चुंबकमंडल के बीच बातचीत को मापने के लिए पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र को मापने के लिए पृथ्वी के चारों ओर इस तरह के मिशन आयोजित किए गए हैं।
पृथ्वी में और उसके आसपास चुंबकीय क्षेत्र और विद्युत धाराएं जटिल बल उत्पन्न करती हैं जिनका दैनिक जीवन पर अथाह प्रभाव पड़ता है। श्रेय: ईएसए/एटीजी मेडियालैब
इसके अलावा, अन्य ग्रहों के लिए मिशन आयोजित किए गए हैं जो मैग्नेटोमीटर का उपयोग करते हैं। एक तीन-अक्ष फ्लक्सगेट मैग्नेटोमीटर का हिस्सा था मेरिनर 2 तथा मेरिनर 10 मिशन (जिसने शुक्र और बुध की खोज की), और दूत बुध के लिए मिशन। एक दोहरी तकनीक वाला मैग्नेटोमीटर भी का हिस्सा था कैसिनी-हुय्गेंस शनि का पता लगाने के लिए मिशन। और इन मिशनों के रिटर्न से पता चलता है कि भविष्य के मिशन समान मूल्य के कैसे हो सकते हैं।
बर्फ के दिग्गज:
नेपच्यून और यूरेनस को शक्तिशाली और अद्वितीय मैग्नेटोस्फीयर के लिए जाना जाता है, जिसमें द्विध्रुव होते हैं जो उनके घूर्णी कुल्हाड़ियों के सापेक्ष दृढ़ता से झुके होते हैं। हालांकि, उनका अध्ययन करने और यह निर्धारित करने के लिए कि ऐसा क्यों है, बहुत अधिक प्रयास नहीं किए गए हैं। जैसे, एक प्रमुख मिशन जो मैग्नेटोमीटर का उपयोग करके अपने क्षेत्रों का पता लगा सकता है और माप सकता है, वह प्रमुख वैज्ञानिक मूल्य का होगा।
महासागरीय संसार:
आने वाले दशकों में यूरोपा, एन्सेलेडस, टाइटन और अन्य चंद्रमाओं का अध्ययन एक प्रमुख उपक्रम होने की संभावना है। वास्तव में, यह एक प्रमुख विषय था ग्रह विज्ञान विजन 2050 कार्यशाला , जिसमें से प्रस्तुतियां शामिल हैं यूरोपा लैंडर मिशन कॉन्सेप्ट टीम और यह महासागरों की दुनिया के लिए रोडमैप (आरओडब्ल्यू) टीम। ये मिशन हमारे सौर मंडल में अतिरिक्त-स्थलीय जीवन खोजने और इसके गठन के बारे में अधिक जानने के लिए समर्पित होगा।
और जैसा कि एस्प्ले ने संकेत दिया था, मैग्नेटोमेट्री इन मिशनों में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती है। शुरुआत के लिए, वे मिशनों को संभावित-रहने योग्य उपसतह महासागरों की गहराई और स्थान को मापने की अनुमति देंगे, इन चंद्रमाओं के लिए जाना जाता है (या संदिग्ध)। इसके अलावा, गैनीमेड के लिए इस तरह का एक मिशन अपने चुंबकीय क्षेत्र को चिह्नित करने में मदद कर सकता है, जो कि अत्यधिक वैज्ञानिक मूल्य का होगा क्योंकि यह पृथ्वी के अलावा एकमात्र गैर-गैस विशाल है जिसे एक के लिए जाना जाता है।
हमारे सौर मंडल में कुछ 'महासागर दुनिया' का एक असेंबल। ऊपर से नीचे, बाएं से दाएं, इनमें यूरोपा, एनसेलडस, टाइटन और सेरेस शामिल हैं। श्रेय: NASA/JPL
जबकि यूरोपा के लिए इस तरह के मिशनों पर पहले से ही विचार किया जा रहा है, आने वाले दशकों में टाइटन के भी एक शोध गंतव्य बनने की संभावना है। अन्य 'महासागर संसार' - जैसे ट्राइटन , प्लूटो, सायरस तथा डायोन - बहुत पहले भी पालन करने की संभावना है। और जैसा कि एस्प्ले ने समझाया, अन्वेषण के लाभ सौर मंडल से परे हैं:
'अंतरिक्ष में चुंबकीय क्षेत्र को मापने के लिए हम जिन मैग्नेटोमीटर का उपयोग करते हैं, वे अपेक्षाकृत मजबूत, सस्ते और विश्वसनीय होते हैं, विशेष रूप से विभिन्न प्रकार के विज्ञान प्रश्नों को हम उनके साथ संबोधित कर सकते हैं। कोई भी सौर मंडल मिशन जो एक मैग्नेटोमीटर को समायोजित कर सकता है, उसमें एक शामिल होना चाहिए। अधिकांश एक्सोप्लैनेट अनुसंधान वर्तमान में इन दूर की दुनिया के दूरस्थ अवलोकन पर केंद्रित है जबकि अधिकांश सौर मंडल मैग्नेटोमेट्री स्थानीय वातावरण में माप पर केंद्रित है। बहरहाल, जैसा कि हम बेहतर ढंग से समझते हैं कि हमारे सौर मंडल में ग्रह कैसे काम करते हैं, यह अन्य सौर प्रणालियों में जो हम देखते हैं उसकी व्याख्या करने के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।'
अन्य ग्रहों के चुंबकीय क्षेत्रों का सीधे अध्ययन करने में सक्षम होना निश्चित रूप से एक लंबा रास्ता तय करना है। लेकिन इससे बहुत पहले कि हम अन्य सिस्टम पर मिशन माउंट कर सकें और उनकी बारीकी से जांच कर सकें, ग्रहों के चुंबकीय क्षेत्रों का अध्ययन हमें यह निर्धारित करने में मदद कर सकता है कि हाल के वर्षों में हमने जितने एक्सोप्लैनेट खोजे हैं, उनमें से कौन से रहने योग्य हो सकते हैं। यदि और कुछ नहीं, तो यह हमारे द्वारा अनुवर्ती जांच करने में लगने वाले समय को कम कर सकता है (जैसे खोज करना रेडियो सिग्नल )
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