Wie stark ist das Magnetfeld der Sonne auf der Mondoberfläche? Und auf dem Mars?

Antwort ist:

• Mond: ~6 Nanotesla
• Mars: >1 Nanotesla

[Tesla] =$\frac{[V][s]}{[m^2]}$=$\frac{[N]}{[A][m]}$

1 nT =$10^{-9}$T

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Diese Darstellung der Raumsonde Explorer 35, die 1967 den Mond umkreiste, erklärt die Antwort:

• Titel: Die Magnetfelder von Merkur, Mars und Mond
• Autoren: Ness, NF
• Zeitschrift: In: Jahresrückblick der Erd- und Planetenwissenschaften. Band 7. (A79-37176 15-42) Palo Alto, Kalifornien, Annual Reviews, Inc., 1979, p. 249-288. Bibliografischer Code: 1979AREPS...7..249N

Der Wert des "Sonnenmagnetfelds", eigentlich "Interplanetary Magnetic Field - IMF" genannt, liegt bei etwa 6 Nanotesla , wobei sich seine Winkel kontinuierlich ändern (Theta = 0°/-40°, Phi = -30°/0°)

Paper stellt auch fest, dass es nur geringfügige Änderungen am IWF gibt, die vom Mond durchgeführt werden .

Nachfolgende Studien zeigten das Vorhandensein mehrerer "magnetischer Anomalien" in verschiedenen Regionen des Mondes, wo Werte von ~100 nT lokaler EMF gemessen wurden.

Weitere Grundstücke:

MESSUNGEN DES GESTÖRTEN INTERPLANETARISCHEN MAGNETFELDS IN DER MONDWACHE von Harold E. Taylor“, KW Behannon und NF Ness

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Dieses Diagramm zeigt stattdessen die gemessene und modellierte Stärke des IMF entlang des gesamten Sonnensystems, basierend auf Voyager-Daten: https://solarscience.msfc.nasa.gov/people/suess/Interstellar_Probe/IMF/IMF.html

HP (Helio Pause), BS (Bow Shock) und TS (Termination Shock) sind unten dargestellt:

Dieses Bild zeigt stattdessen die Entfernung der Planeten von der Sonne (Achtung: logarithmischer Maßstab!):

Die durchschnittliche Entfernung des Mars von der Sonne beträgt 1,5 AE, was bedeutet, dass der IMF > 1nT ist .

Messungen des Juno-Raumfahrzeugs:

Das von Juno auf dem Weg zum Jupiter beobachtete interplanetare Magnetfeld - Jacob R. Gruesbeck

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Weitere Daten:

Es scheint, dass die Leerlaufspannung (Voc) an einem Draht, der sich in ein EM-Feld bewegt, gegeben ist durch ( Quelle 1 , Quelle 2 ):

• Voc = v * B * L

Daher aktuell:

• Ich = v * B * L / Rw

• v = Geschwindigkeit [m/s]

• B = EM-Feld [Tesla] =$\frac{[V][s]}{[m^2]}$
• L = Drahtlänge [m]
• Rw = Leitungswiderstand [Ohm]

Und

• Rw =$\rho * L / A$
• $\rho$= spezifischer Widerstand (Kupfer = 1,68E-8 Ohm*m)
• L = Länge
• A = Schnittfläche

Somit:

$I = \frac{v B L}{\rho L / A}$

$I = \frac{v B A}{\rho}$

Geschwindigkeit Erde+Mond um die Sonne: ~30000 m/s (3E+04)

Marsgeschwindigkeit um die Sonne: ~24000 m/s (2.4E+04)

Zu berücksichtigen ist auch die Rotationsgeschwindigkeit des IMF, gegeben durch eine Rotationsdauer der Sonne von 25,38 Tagen (= 2pi Radianten in 2192832 Sekunden):

$\omega = 2.865 × 10^{−6} \frac{rad}{s}$

Daher lineare Geschwindigkeit:

v = ω * R

• Erde+Mond: R = 1 AE = 1,5E+11 m
• Mars: R = 1,5 AE = 1,5 * 1,5 E+11 m = 2,25 E+11 m

$V_{earth} = 2.865 * 10^{-6} * 1.5*10^{11} = 4.3 * 10^{5} [m/s]$

$V_{mars} = 2.865 * 10^{-6} * 1.5*1.5*10^{11} = 6.45 * 10^{5} [m/s]$

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Steuerdaten

Für das italienische Tethered Satellite System ( TSS-1R auf STS-75 Shuttle Mission) gibt es diese bekannten Daten:

• Umlaufbahnhöhe des Satelliten: 300 km
• Relativgeschwindigkeit zwischen Orbiter und Plasma: 7300 m/s
• Erdmagnetfeld: 20000-60000 nT
• Halteseillänge = ~20000 m
• Elektrischer Widerstand des Halteseils: 2000 oder 260 Ohm (?)
• Haltegurtdurchmesser: 2,54 mm
• Resultierendes DeltaV = 5000 V oder 3500 V
• Theoretisch erreichbarer Strom: 19A
• Tatsächlich erreichter Strom: 1 A