Van Allen sabuk radiasi

radiasi bumi belt (RPG), Van Allena sabuk, atau - daerah ruang terdekat di sekitar planet ini, memiliki bentuk cincin, yang aliran raksasa elektron dan proton. Bumi memegang mereka dengan cara medan magnet dipol.

penemuan

EBL ditemukan pada 1957-1958. Para ilmuwan dari Amerika Serikat dan Uni Soviet. "Explorer 1" (digambarkan di bawah), satelit ruang angkasa AS pertama, peluncuran yang berlangsung pada tahun 1958, memberikan data yang sangat penting. Berkat Amerika atas kapal percobaan pada permukaan bumi (pada ketinggian sekitar 1000 km), ditemukan zona radiasi (dalam). Kemudian, daerah seperti kedua ditemukan pada ketinggian sekitar 20.000 km. Tidak ada batas yang jelas antara sabuk dalam dan luar - pertama secara bertahap ke kedua. Dua zona radioaktif berbeda dalam tingkat muatan partikel dan komposisi mereka.

Daerah-daerah tersebut dikenal sebagai sabuk Van Allena. Dzheyms Van Allen - fisikawan, percobaan yang membantu mereka untuk menemukan. Para ilmuwan telah menemukan bahwa sabuk ini terdiri dari angin matahari dan partikel bermuatan dari sinar kosmik, yang tertarik ke Bumi dari medan magnet. Masing-masing membentuk torus di planet ini (sosok yang berbentuk seperti donat).

Dalam ruang, sejak saat itu ada banyak eksperimen. Mereka diizinkan untuk mengeksplorasi fitur utama dan sifat RPG. Tidak hanya planet kita, ada sabuk radiasi. Mereka tersedia dan lain benda langit, yang memiliki atmosfer dan medan magnet. sabuk radiasi Van Allen ditemukan berkat antarplanet kapal AS Mars. Selain itu, Amerika menemukannya di Saturnus dan Jupiter.

medan magnet dipol

planet kita tidak hanya belt Van Allena, namun medan magnet dipol. Ini adalah satu set kerang magnetik bersarang di satu sama lain. Struktur lapangan menyerupai kubis atau bawang. shell magnetik dapat dibayangkan sebagai anyaman dari garis gaya magnetik permukaan tertutup. Semakin dekat ke pusat dipol adalah shell, semakin besar kekuatan medan magnet. Selanjutnya, pulsa yang dibutuhkan untuk partikel bermuatan ditembus luar, juga meningkat.

Dengan demikian, N-I amplop memiliki momentum partikel P _n. Dalam kasus di mana momentum awal partikel kurang dari P _n, itu mencerminkan medan magnet. partikel kemudian kembali ke ruang angkasa. Namun, juga terjadi bahwa ternyata pada shell N-th. Dalam hal ini, ia mampu meninggalkan tidak lagi. Partikel akan ditangkap dalam perangkap selama itu tidak menghilang, atau dihadapkan dengan suasana residual tidak akan kehilangan energi.

The medan magnet planet kita adalah shell yang sama terletak pada jarak yang berbeda dari permukaan bumi pada garis bujur yang berbeda. Hal ini disebabkan ketidakcocokan medan magnet dengan sumbu rotasi planet poros. Efek ini terlihat terbaik di Brasil anomali magnetik. Di wilayah ini garis-garis medan magnet dihilangkan, dan entrained partikel bergerak pada mereka, dapat berada di bawah 100 km tinggi dan karenanya jatuh di atmosfer bumi.

RPG komposisi

Di dalam sabuk radiasi distribusi yang tidak merata dari proton dan elektron. Pertama terletak di bagian dalam itu, dan yang kedua - di luar itu. Oleh karena itu, pada tahap awal penelitian, para ilmuwan percaya bahwa ada eksternal (e) dan bagian dalam (proton) sabuk radiasi Bumi. Saat ini, pendapat ini tidak relevan.

Mekanisme yang paling penting dari generasi partikel filler Van Allena Belt adalah peluruhan neutron albedo. Perlu dicatat bahwa neutron dibuat ketika atmosfer berinteraksi dengan radiasi kosmik. Aliran partikel bergerak ke arah yang dari planet (neutron albedo), melewati medan magnet bumi secara bebas. Namun, mereka tidak stabil dan mudah terurai menjadi elektron, proton dan elektron antineutrino. Radioaktif albedo inti memiliki energi yang tinggi, membusuk di wilayah pegangan. Itu adalah bagaimana Van Allena belt diisi kembali positron dan elektron.

EBL dan badai magnetik

Ketika memulai badai magnet yang kuat, partikel-partikel ini tidak hanya mempercepat, mereka meninggalkan radioaktif Van Allen sabuk, mengosongkan dari itu. Faktanya adalah bahwa jika konfigurasi medan magnet berubah, titik cermin dapat tenggelam dalam atmosfer. Dalam hal ini, partikel-partikel kehilangan energi (kerugian ionisasi, hamburan) mengubah sudut lapangan, dan kemudian mati mencapai lapisan atas magnetosfer.

RPG dan cahaya utara

Van Allen sabuk radiasi dikelilingi oleh lapisan plasma, yang merupakan aliran ditangkap proton (ion) dan elektron. Salah satu alasan untuk fenomena ini sebagai bagian utara (kutub) cahaya - adalah bahwa partikel dituangkan dari lapisan plasma, dan sebagian dari RPG eksternal. Borealis mewakili atom radiasi atmosfer yang bersemangat akibat tabrakan partikel mempercepat keluar dari sabuk.

RPG studi

Hampir semua hasil fundamental penyelidikan formasi seperti sabuk radiasi, yang diperoleh di sekitar 1960-1970-ies. Pengamatan baru-baru ini dengan penggunaan stasiun orbital, kapal antarplanet dan terbaru peralatan ilmiah memungkinkan para ilmuwan untuk menghasilkan informasi baru yang sangat signifikan. Van Allen sabuk di sekitar Bumi sedang belajar di waktu kita. Jelaskan secara singkat prestasi yang paling penting di daerah ini.

Data yang diperoleh dari "Salyut-6"

Peneliti dari Moskow Teknik Fisika Institut di awal 80-ies telah menyelidiki aliran elektron dengan tingkat energi yang tinggi di sekitar langsung dari planet kita. Untuk melakukan ini, mereka menggunakan peralatan, yang berada di stasiun orbital "Salyut-6". Hal ini memungkinkan para ilmuwan untuk sangat efisien memisahkan aliran positron dan elektron dengan energi yang lebih besar dari 40 MeV. stasiun orbit (kemiringan 52 °, dari ketinggian sekitar 350-400 km) berjalan sebagian besar di bawah sabuk radiasi planet. Namun, masih menyentuh bagian dalam dalam anomali magnetik Brasil. Ketika melintasi daerah aliran stasioner ditemukan, yang terdiri dari elektron berenergi tinggi. RPG hanya elektron yang energinya kurang dari 5 MeV dicatat sebelum percobaan.

series data satelit buatan "Meteor-3"

Peneliti dari Moskow Teknik Fisika Institut dilakukan pengukuran lebih lanjut tentang satelit buatan dari planet seri "Meteor-3", di mana ketinggian orbit melingkar 800 km dan 1200. Pada saat ini, unit telah berakar di RPG yang sangat dalam. Ini menegaskan hasil yang diperoleh sebelumnya di stasiun "Salut-6". Para peneliti kemudian diperoleh hasil lain yang penting, untuk menggunakan stasiun "Mir" dan "Salyut-7" spektrometer magnetik. Hal ini dibuktikan bahwa zona stabil diamati sebelumnya terdiri eksklusif dari elektron (positron tidak ada), energi yang sangat tinggi (hingga 200 MeV).

Membuka stasioner CNO inti sabuk

Sekelompok peneliti dari MSU NIYAF di akhir 80-an dan awal 90-ies dilakukan percobaan yang bertujuan mempelajari inti, yang terletak di ruang dekat. Pengukuran ini dilakukan dengan menggunakan ruang yang proporsional dan emulsi nuklir. Mereka dilakukan pada satelit "Cosmos" seri. Para ilmuwan telah menemukan keberadaan inti stream N, O dan Ne dalam ruang, di mana sebuah orbit satelit buatan (kemiringan 52 °, sekitar 400-500 km ketinggian) memotong anomali Brasil.

Analisis menunjukkan bahwa inti ini, energi mencapai puluhan MeV / nukleon tidak galaksi, albedo atau asal surya, karena mereka tidak bisa dengan begitu banyak energi untuk menembus jauh ke dalam magnetosfer planet kita. Jadi para ilmuwan telah menemukan komponen anomali sinar kosmik terperangkap oleh medan magnet.

atom rendah-energi dalam materi antar, mampu menembus ke heliosphere. Kemudian, radiasi ultraviolet dari matahari mengionisasi mono atau Disubstituted. partikel yang dihasilkan dikenakan dipercepat pada bagian depan angin matahari, mencapai puluhan MeV / u. Mereka kemudian menembus ke dalam magnetosfer, yang ditangkap dan sepenuhnya terionisasi.

Kuasi-stasioner belt proton dan elektron

Pada Sun 22 Maret 1991 ada flash yang kuat yang disertai pelepasan massa besar bahan surya. Ini mencapai magnetosfer sebesar 24 Maret dan telah mengubah wilayah luarnya. Partikel-partikel matahari magnetosfer angin meledak memiliki lebih banyak energi. Mereka mencapai area di mana saat itu cress, satelit Amerika. Perangkat dipasang diatasnya mencatat peningkatan tajam dalam energi proton bervariasi 20-110 MeV dan elektron yang kuat (sekitar 15 MeV). Hal ini dibuktikan dengan munculnya sabuk baru. Pertama, sabuk kuasi-stasioner diamati pada sejumlah pesawat ruang angkasa. Namun, hanya dalam stasiun "Mir", ia belajar selama hidup adalah sekitar dua tahun.

Kebetulan, di tahun 60-an abad lalu sebagai akibat dari fakta bahwa dalam kosmos meledak perangkat nuklir, ada sabuk kuasi-stasioner, yang terdiri dari elektron dengan energi kecil. Ini telah ada selama sekitar 10 tahun. fragmen fisi radioaktif hancur, dan ini adalah sumber partikel bermuatan.

Apakah ada RPG di Bulan

Dalam satelit dari planet kita tidak ada Van Allen sabuk radiasi. Selain itu, ia tidak memiliki atmosfer pelindung. Permukaan Bulan dibuka angin matahari. Sebuah kuat surya suar, jika terjadi selama misi ke bulan akan dibakar dan para astronot dan kapsul, seperti yang akan memuntahkan fluks radiasi yang sangat besar, yang berakibat fatal.

Apakah mungkin untuk melindungi terhadap radiasi kosmik

Pertanyaan ini memiliki ilmuwan tertarik selama bertahun-tahun. Dalam dosis kecil radiasi, seperti diketahui, hampir tidak berpengaruh pada kesehatan kita. Namun, hanya aman bila mereka tidak melebihi ambang batas tertentu. Apakah Anda tahu apa tingkat radiasi di luar sabuk Van Allen, di permukaan planet kita? Biasanya, isi dari radon dan torium partikel kurang dari 100 Bq per 1 m ^3. Di dalam, RPG, angka-angka ini jauh lebih tinggi.

Tentu saja, Van Allen sabuk radiasi Bumi ini sangat berbahaya bagi manusia. dampaknya terhadap organisme mempelajari banyak peneliti. ilmuwan Soviet pada tahun 1963 kata Bernard Lovell, astronom terkenal Inggris, yang berarti mereka tidak tahu orang untuk melindungi dari efek radiasi di ruang angkasa. Ini berarti bahwa bahkan tidak bisa menangani shell tebal aparat Soviet. Bagaimana, kemudian, digunakan dalam kapsul Amerika prima logam, hampir seperti foil, bisa melindungi astronot?

Menurut jaminan NASA, telah mengirimkan astronot ke bulan hanya ketika wabah tidak diharapkan bahwa organisasi mampu memprediksi. Hal ini dimungkinkan untuk meminimalkan bahaya radiasi. ahli lainnya, bagaimanapun, berpendapat bahwa hanya sekitar memprediksi tanggal radiasi yang tinggi.

Van Allen sabuk dan terbang ke bulan

Leonov, kosmonot Soviet, pada tahun 1966 masih keluar di ruang terbuka. Namun, ia mengenakan memimpin baju super berat. Tapi setelah 3 tahun, astronot dari Amerika Serikat melompat di permukaan bulan, dan jelas tidak dalam setelan berat. Mungkin para ahli dari NASA selama bertahun-tahun berhasil menemukan bahan ultra-ringan yang melindungi astronot dari radiasi? Moonshot masih menimbulkan banyak pertanyaan. Salah satu argumen utama mereka yang percaya bahwa Amerika belum mendarat di atasnya - keberadaan sabuk radiasi.