Van Allenov zračni remen

Zemlja zračenje pojas (igre uloga), Van Allen pojaseva, ili - regija prostora najbližih oko planeta, imaju oblik prstena, koji su divovske struje elektrona i protona. Zemlja ih zadržava magnetskim poljem dipolova.

otkriće

RPG je otkriven 1957-58. znanstvenici iz SAD-a i SSSR-a. "Explorer-1" (slika dolje), prvi američki svemirski satelit, pokrenut 1958. godine, pružio je vrlo važne podatke. Zbog inboard eksperimenta koji su proveli Amerikanci na Zemljinoj površini (na nadmorskoj visini od oko 1000 km), pronađen je zračni pojas (unutarnji). Kasnije, na nadmorskoj visini od oko 20.000 km, pronađena je druga takva zona. Nema jasne granice između unutarnjih i vanjskih pojaseva - prvi se postupno prelazi u drugi. Ove dvije zone radioaktivnosti razlikuju se u stupnju napunjenosti čestica i njihovom sastavu.

Ta područja postala su poznata kao pojasevi Van Allena. James Van Allen je fizičar čiji je eksperiment pomogao otkriti ih. Znanstvenici su otkrili da se ovi pojasevi sastoje od sunčevog vjetra i nabijenih čestica kozmičkih zraka, koje su magnetno polje privukle Zemlju. Svaki od njih oblikuje torus oko našeg planeta (lik koji nalikuje donji lik u obliku).

U prostoru od tog vremena, provedeni su brojni eksperimenti. Oni su omogućili istraživanje glavnih osobina i svojstava RPG-a. Ne samo da naši planeti imaju pojasne zrake. Oni se također nalaze u drugim nebeskim tijelima koja imaju atmosferu i magnetsko polje. Van Allenov zračni pojas otkriven je zahvaljujući međuplanetarnih brodova SAD-a s Marsa. Osim toga, Amerikanci su ga našli u Saturnu i Jupiteru.

Magnetsko polje Dipola

Naš planet nema samo remen Van Allena, već i magnetsko polje dipolova. To je skup magnetskih školjaka koji su međusobno ugniježđeni. Struktura ovog polja podsjeća na glavu kupusa ili na luk. Magnetska ljuska može se zamisliti kao tkana površina utkana od magnetskih linija snage. Što je bliže ljusci nalazi u sredini dipola, to je veći intenzitet magnetskog polja. Osim toga, povećava se i zamah koji je potreban da se naplaćena čestica prodre izvana.

Dakle, N-ova školjka ima zamah čestica P_n. U slučaju kada početni zamah čestice ne prelazi P_n, ona odražava magnetsko polje. Čestica se zatim vraća u vanjski prostor. Međutim, također se događa da je na N-u ljusci. U ovom slučaju više ga ne može napustiti. Zamrznuta čestica će biti zarobljena sve dok se ne raspršuje ili, sudarajući se s preostalom atmosferom, ne gubi energiju.

U magnetsko polje našeg planeta, ista školjka na različitim udaljenostima od površine zemlje na različitim dužinama. To je zbog neusklađenosti osi magnetskog polja s osi rotacije planeta. Ovaj je učinak najistaknutiji zbog brazilske magnetske anomalije. U ovom području magnetske linije sile se spuštaju, a zarobljene čestice koje se kreću po njima mogu biti ispod 100 km nadmorske visine i time propasti u zemaljskoj atmosferi.

Sastav RPG-a

Unutar zračenja, raspodjela protona i elektrona nije jednaka. Prvi su u svom unutarnjem dijelu, a potonji - vanjski. Stoga, u ranoj fazi istraživanja, znanstvenici su vjerovali da postoje vanjske (elektronske) i unutarnje (protonske) zračne pojaseve Zemlje. Trenutačno je ovo mišljenje nevažno.

Najznačajniji mehanizam generiranja Van Allenovih pojaseva je propadanje albedo neutrona. Treba napomenuti da se neutroni stvaraju kada atmosfera djeluje u interakciji kozmičko zračenje. Tijek tih čestica koje se kreću u smjeru našeg planeta (albedo neutroni) prolaze kroz Zemljino magnetsko polje neometano. Međutim, oni su nestabilni i lako propadaju u elektrone, protone i elektronske antineutrine. Radioaktivni albedo jezgri, koji imaju veliku energiju, propadaju unutar zone zarobljavanja. Ovo je način na koji Van Allenov remen nadopunjuje pozitrone i elektrone.

RPG i magnetske oluje

Kada počinju snažni magnetske oluje, te čestice nisu samo ubrzane, ostavljaju radioaktivni pojas Van Allena, zaspavši od njega. Bitno je da se, ako se promijeni konfiguracija magnetskog polja, zrcalne točke mogu uroniti u atmosferu. U tom slučaju čestice, gubitak energije (gubitci ionizacije, raspršivanje) mijenjaju kutove visine, a zatim umiru, dostižući gornje slojeve magnetosfere.

RPG i aurora borealis

Zračni pojas Van Allena okružen je slojem plazme, koji je zarobljen strujama protona (iona) i elektrona. Jedan od razloga takvog fenomena kao sjevernog (polarnog) zračenja jest da čestice izlaze iz plazma sloja, a djelomično i od vanjskog RPG-a. Sjeverna svjetla su zračenje atmosferskih atoma, koji su uzbuđeni zbog sudara s česticama koje su izlijevale iz pojasa.

RPG studija

Gotovo svi osnovni rezultati studija takvih formacija kao zračenja su dobiveni oko šezdesetih i sedamdesetih godina. Nedavna opažanja pomoću orbitalne stanice, međuplanetarni brodovi i najsuvremenija znanstvena oprema omogućili su znanstvenicima da izdvoje vrlo važne nove informacije. Remenje Allenova pojasa oko Zemlje i dalje se proučava u naše vrijeme. Ukratko, govorit ćemo o najvažnijim dostignućima na ovom području.

Podaci dobiveni od "Salyut-6"

Istraživači MEPhI-a početkom 80-ih godina prošlog stoljeća istražili su protok elektrona s visokom razinom energije u neposrednoj blizini našeg planeta. Da bi to učinili, koristili su opremu koja je bila na Salyut-6 orbitalnoj postaji. To je omogućilo znanstvenicima učinkovito izoliranje protoka positrona i elektrona čija je energija veća od 40 MeV. Orbina postaje (nagib 52 °, visina oko 350-400 km) prošla je uglavnom ispod zračenja našeg planeta. Međutim, ipak je dotaknuo svoj unutarnji dio od brazilske magnetske anomalije. Na raskrižju ove regije utvrđene su stacionarne tokove koji se sastoje od visokoenergetskih elektrona. U RPG-u prije ovog eksperimenta zabilježeni su samo elektroni čija energija nije prelazila 5 MeV.

Podaci o umjetnim satelitima "Meteor-3"

Istraživači iz MEPhI-a proveli su daljnja mjerenja na umjetnim satelitima naše serije "Meteor-3" na planetu, u kojoj je visina kružnih orbita bila 800 i 1200 km. Ovaj put uređaj je vrlo duboko uveden u RPG. Potvrdio je rezultate dobivene ranije na Salyut-6 stanici. Tada su istraživači dobili još jedan važan rezultat, pomoću magnetskih spektrometara instaliranih na Mir i Salyut-7 stanicama. Dokazano je da se prethodno pronađena stabilna traka sastoji isključivo od elektrona (bez pozitivnih elemenata) čija je energija vrlo visoka (do 200 MeV).

Otkriće stacionarnog pojasa CNO jezgri

Skupina istraživača iz MSU NIYAF u kasnim 80-ih i ranih 90-ih godina provodi eksperiment čiji je cilj proučavanje jezgre, koji se nalaze u blizini prostora. Ova mjerenja provedena su pomoću proporcionalnih komora i nuklearnih fotoemulzija. Provedene su na satelitu serije Cosmos. Znanstvenici su otkrili prisutnost jezgre potoci, N i NE u prostoru, u kojem umjetna putanje satelita (nagib od 52 °, oko 400-500 km visine) presijeca brazilski anomalija.

Analiza je pokazala da su te jezgre, energija doseže nekoliko desetaka MeV / nukleona nisu bile galaktički, albedo ili solarna porijekla, jer nisu mogli s toliko energije da prodru duboko u magnetosfere našeg planeta. Znanstvenici su otkrili anomalnu komponentu kozmičkih zraka uhvaćenih u magnetskom polju.

Atomi niske energije u međuzvjezdoj tvari mogu prodrijeti u heliosferu. Onda ultraljubičasto zračenje Sunca ionizira ih jednom ili dva puta. Rezultirajuće nabijene čestice se ubrzavaju na prednjim stranama sunčevog vjetra, dostižući nekoliko desetaka MeV / nukleona. Onda prodiru u magnetosferu u kojoj su zarobljeni i potpuno ionizirani.

Kvazistacijski pojas protona i elektrona

Na Suncu 22. ožujka 1991. došlo je do snažne bljeskalice koja je pratila izbacivanje ogromne mase sunčeve materije. Do magnetosfere je stigla do 24. ožujka i promijenila svoje vanjsko područje. Čestice sunčevog vjetra, koje su imale veliku energiju, zapale su u magnetosferu. Došli su do mjesta na kojem je CRESS bio tada, američki satelit. Instalirani na njemu, uređaji su zabilježili oštar porast protona, čija je energija bila od 20 do 110 MeV, kao i moćni elektroni (oko 15 MeV). To je pokazalo pojavu novog pojasa. Najprije je zabilježen kvazi-stacionarni remen na broju svemirskih letjelica. Međutim, samo na stanici Mir je proučavano tijekom cijelog životnog vijeka, što je oko dvije godine.

Usput, 60-ih godina prošlog stoljeća, kao rezultat eksplozije nuklearnih uređaja u svemiru, pojavio se kvazi-stacionarni pojas koji se sastojao od elektrona s malim energijama. Trajalo je oko 10 godina. Deaktivirani su fragmenti radioaktivnih fisija, koji su bili izvor nabijenih čestica.

Postoji RPG na Mjesecu

Sat na našem planetu nema Van Allenov zračni remen. Osim toga, on nema zaštitnu atmosferu. Površina Mjeseca je otvorena za sunčane vjetrove. jak sunčeva svjetlost, ako su se dogodile tijekom lunarnog misije će se spaljivati, a astronauti i kapsule, kao što bi se spewed ogroman zračenja toka, što je kobno.

Je li moguće zaštititi sebe od kozmičkog zračenja

Ovo pitanje već je mnogo godina zanimalo znanstvenika. U malim dozama, zračenje, kao što je poznato, praktički ne utječe na stanje našeg zdravlja. Međutim, to je sigurno samo ako ne prelazi određeni prag. Znaš li koja je razina zračenja izvan pojasa Van Allena na površini našeg planeta? Obično sadržaj čestica radona i torija ne prelazi 100 Bq po 1 m³. Unutar RPG-a ti su pokazatelji znatno veći.

Naravno, zračni remeni Van Allenove zemlje su vrlo opasni za ljude. Njihov utjecaj na tijelo proučavali su mnogi istraživači. Sovjetski znanstvenici 1963. godine izjavili su poznatom britanskom astronomu Bernardu Lowellu da ne znaju sredstvo zaštite osobe od posljedica zračenja u prostoru. To je značilo da čak i ogromne školjke sovjetskog aparata nisu se mogle nositi s time. Kako je tanki metal korišten u kapsulama Amerikanaca, gotovo poput folije, koji može zaštititi astronaute?

Prema NASA-inim tvrdnjama, šalje astronaute na Mjesec samo kad se ne očekuje da su epidemija organizacija sposobna predvidjeti. To je omogućilo smanjenje opasnosti od zračenja. Drugi stručnjaci, međutim, kažu da se može grubo predvidjeti datum velikih emisija.

Remen Van Allena i let na Mjesec

Leonov, sovjetski kozmonaut, još je 1966. godine išao na otvoreni prostor. Međutim, bio je odjeven u iznimno tešku glavnu odijelu. A za 3 godine astronauti iz SAD-a skočili su na Mjesečevoj površini, a očito nisu bili u teškim odijelima. Možda su stručnjaci iz NASA-e tijekom godina uspjeli pronaći ultralight materijal koji pouzdano štiti astronaute od zračenja? Letite na Mjesec još uvijek postavlja mnoga pitanja. Jedan od glavnih argumenata onih koji vjeruju da Amerikanci nisu sletjeli na to je postojanje zračnih pojaseva.