Введение
Прибор для обнаружения изменений магнитного поля Земли
Детектор магнитных аномалий (MAD) — это прибор, используемый для обнаружения малых изменений магнитного поля Земли. Этот термин относится конкретно к магнитометрам, применяемым военными для обнаружения подводных лодок (масса ферромагнитного материала создает обнаружимое возмущение в магнитном поле). Военное оборудование MAD является развитием приборов, используемых при геомагнитной и аэромагнитной разведке для поиска полезных ископаемых путем обнаружения искажений нормального земного поля.
История
Геоисследование, основанное на измерении и изучении изменений магнитного поля Земли, проводится учеными с 1843 года. Первое применение магнитометров было связано с поиском месторождений руды. Работа Талена «Исследование железорудных месторождений магнитными измерениями», опубликованная в 1879 году, стала первым научным трудом, описывающим это практическое использование. Магнитные аномалодетекторы, использовавшиеся для обнаружения подводных лодок во время Второй мировой войны, использовали магнитометр с эффектом Холла (флюсгейт-магнитометр) – недорогую и простую в использовании технологию, разработанную в 1930-х годах Виктором Ваккье из Gulf Oil для поиска месторождений руды. Оборудование MAD применялось как японскими, так и американскими силами противолодочной обороны, в виде буксируемых установок или устанавливаемых на самолеты для обнаружения неглубоко погруженных вражеских подводных лодок. Японцы называли эту технологию «джикитанчики» (磁気探知機, "магнитный детектор"). После войны ВМС США продолжили разработку оборудования MAD параллельно с технологиями сонарного обнаружения. Спутниковые, наземные и океанические данные, полученные с детекторов, были использованы для создания Всемирной цифровой карты магнитных аномалий, опубликованной Комиссией по геологической карте мира (CGMW) в июле 2007 года.
Операция
Магнитная аномалия от подводной лодки обычно очень мала. Один источник оценивает её примерно в 0,2 нТ на расстоянии 600 м. Другой источник оценивает, что подводная лодка длиной 100 м и шириной 10 м создаст магнитный поток в 13,33 нТ на расстоянии 500 м, 1,65 нТ на 1 км и 0,01 нТ на 5 км. Для снижения помех от электрического оборудования или металла в фюзеляже самолета, датчик MAD размещают на конце штанги или на буксируемом аэродинамическом устройстве. Тем не менее, для обнаружения аномалии подводная лодка должна находиться очень близко к самолету и близко к поверхности моря, поскольку магнитные поля уменьшаются пропорционально обратному кубу расстояния. Один источник указывает дальность уверенного обнаружения в 500 м. Если на морском дне есть затонувшие корабли, подводные лодки могут действовать вблизи них, чтобы затруднить работу детекторов магнитных аномалий. MAD обладает определенными преимуществами по сравнению с другими методами обнаружения. Это пассивный метод обнаружения. В отличие от гидролокатора, на него не влияют метеорологические условия; более того, при высоте волнения моря более 5 баллов, MAD может быть единственным надежным способом обнаружения подводных лодок.
Другие применения
Для аэромагнитных съемок магнитный датчик может быть установлен на летательном аппарате (обычно на длинном штанге впереди или позади аппарата для уменьшения магнитного влияния самого аппарата) или в буксируемом устройстве. На основе полученных данных создается карта, которую геологи и геофизики изучают для определения распределения и концентрации магнитных минералов, связанных с геологическим строением и месторождениями полезных ископаемых.