✅ الإجابة التفصيلية:
أولاً: ما هو الحث الكهرومغناطيسي؟
هو ظاهرة فيزيائية يتم فيها توليد تيار كهربائي في موصل نتيجة تغير المجال المغناطيسي حوله. ويستخدم في تطبيقات مثل:
ثانيًا: طبيعة المجال المغناطيسي الأرضي:
الأرض لها مجال مغناطيسي يولَّد من لبها الخارجي المتحرك.
المجال يختلف في الشدة من منطقة لأخرى.
يتذبذب بشكل يومي نتيجة تأثيرات الرياح الشمسية والعواصف الجيومغناطيسية.
ثالثًا: تأثير التذبذب على أجهزة الاستشعار:
الانحراف في القراءات: يؤدي التذبذب إلى توليد تيارات عشوائية دقيقة تغير من دقة الإشارات.
ضجيج كهربي (Noise): يصبح من الصعب فصل الإشارة المفيدة عن الضوضاء الناتجة عن تغير المجال.
فقدان المعايرة الزمنية: بعض الأجهزة تعتمد على استقرار مغناطيسي معين.
رابعًا: كيف تحاول الأقمار الصناعية تعويض ذلك؟
استخدام حساسات ذات دقة أعلى ومعايرة ذاتية دورية.
إدخال خوارزميات تعتمد على بيانات الأقمار الأخرى لتصحيح الانحراف.
تصفية الإشارات باستخدام مرشحات ترددية لعزل التأثيرات القصيرة الأجل.
التحليل النقدي:
في حين أن التأثير قد يبدو ضئيلًا على الأرض، إلا أن الأقمار الصناعية في مدارات منخفضة تكون معرضة لتغيرات كبيرة في المجال المغناطيسي، خصوصًا في مناطق مثل "شذوذ جنوب المحيط الأطلسي". وهذا يتطلب من العلماء باستمرار تطوير طرق تصحيح وتأقلم برمجي ومادي.
يوجد خلاف علمي حول مدى أهمية هذا التأثير على أنظمة التوجيه، لكن التجارب تشير إلى أن الإهمال الكامل له قد يؤدي إلى انحرافات قد تكلّف الملايين.
تجارب وأبحاث:
وكالة الفضاء الأوروبية (ESA): أجرت تجربة على أقمار Swarm لقياس تأثير التغيرات المغناطيسية على مستشعرات الاتجاه.
جامعة ستانفورد (2021): طورت نموذج رياضي يدمج إشارات GPS مع المجال المغناطيسي لتحسين دقة الملاحة.
ربط بالحياة اليومية:
نفس المبدأ يؤثر على الهواتف الذكية التي تعتمد على البوصلة المغناطيسية، حيث قد تتأثر دقة الاتجاهات عند الاقتراب من مصادر مغناطيسية متغيرة كالأجهزة أو المناطق المشحونة كهربائيًا.
المصادر:
ESA Swarm Mission Reports, 2022.
Stanford Magnetic Field Navigation Study, 2021.
كتاب الفيزياء – الصف الثالث الثانوي – الفصل الخاص بالمجال المغناطيسي والحث.