Исследователи впервые доказали, что миниатюрный квантовый магнитометр способен стабильно работать в космосе и измерять магнитное поле Земли прямо с орбиты. Устройство под названием OSCAR-QUBE прошло десятимесячные испытания на борту МКС в 2021–2022 годах.
Главной особенностью прибора стал небольшой алмаз размером с чечевицу. Внутри его кристаллической решетки находятся так называемые NV-центры — микроскопические дефекты, возникающие при замене атомов углерода атомами азота. Эти структуры ведут себя как квантовые сенсоры и способны реагировать на малейшие изменения магнитного поля.
Во время эксперимента ученые облучали алмаз лазером и микроволнами, а затем анализировали изменения испускаемого света. Благодаря этому OSCAR-QUBE смог фиксировать колебания магнитного поля Земли и даже строить карту его изменений с орбиты.
Исследователи отмечают, что современная наука до сих пор не до конца понимает природу магнитного поля нашей планеты. Известно, что оно формируется движением расплавленного металла во внешнем ядре Земли, однако причины его постепенного ослабления и резких локальных изменений остаются предметом споров.
Компактные квантовые магнитометры могут помочь в решении этой проблемы. В отличие от традиционных систем, требующих крупных и дорогих спутников, такие датчики можно размещать даже на небольших космических аппаратах. Это позволит значительно удешевить мониторинг магнитного поля и повысить точность наблюдений.
Пока OSCAR-QUBE уступает лучшим классическим магнитометрам по чувствительности, но эксперимент подтвердил главное — технология работает в реальных космических условиях. В будущем ученые планируют разместить улучшенную версию прибора уже снаружи станции, чтобы снизить помехи от оборудования МКС и получить более чистые данные.
