Van Allen radiation belt

Daigdig radiation belt (RPGs), Van Allena belt, o - isang rehiyon ng space na pinakamalapit sa buong planeta, pagkakaroon anyo ng mga singsing, na kung saan ay higanteng mga daloy ng mga electron at protons. Daigdig hold ang mga ito sa pamamagitan ng dipole magnetic field.

pagkatuklas

EBL ay natuklasan noong 1957-58. Ang mga siyentipiko mula sa Estados Unidos at ang Sobiyet Union. "Explorer 1" (nakalarawan sa ibaba), ang unang US space satellite, ang paglunsad ng kung saan naganap noong 1958, ibinigay napakahalaga data. Salamat sa mga Amerikano onboard eksperimento sa ibabaw ng Earth (sa isang altitude ng tungkol sa 1,000 km), ay natagpuan radiation zone (sa loob). Sa ibang pagkakataon, ang pangalawang tulad lugar ay matatagpuan sa isang altitude ng tungkol sa 20,000 km. May ay walang malinaw na hangganan sa pagitan ng panloob at panlabas na sinturon - unang dahan-dahan papunta sa segundo. Ang dalawang radioactive zone naiiba sa antas ng bayad ng mga particle at ang kanilang mga komposisyon.

Mga lugar na ito ay naging kilala bilang Van Allena sinturon. Dzheyms Van Allen - isang pisisista, isang eksperimento na kung saan nakatulong sa kanila upang matuklasan. Siyentipiko ay natagpuan na ang mga sinturon ay binubuo ng solar wind at sisingilin particles ng cosmic rays, na kung saan ay akit sa Earth sa kanyang magnetic field. Ang bawat isa sa mga ito ay bumubuo ng isang torus sa buong planeta (isang figure na kung saan ay hugis tulad ng isang donut).

Sa espasyo, simula noong panahong iyon, nagkaroon ng maraming mga eksperimento. Sila ay pinahihintulutan upang galugarin ang mga pangunahing tampok at mga katangian ng RPGs. Hindi lamang ang ating planeta, may mga radiation sinturon. Available ang mga ito at iba pang mga celestial bodies, na kung saan ay may isang kapaligiran at isang magnetic field. Radiation belt Van Allen ay natuklasan salamat sa pagitan ng mga planeta ships US Mars. Sa karagdagan, ang nahanap na ang mga Amerikano ito sa Saturn at Jupiter.

Dipole magnetic field

Ang aming planeta ay hindi lamang Van Allena belt, ngunit ang dipole magnetic field. Ito ay isang hanay ng magnetic shell nested sa isa't isa. Ang istraktura ng patlang ay kahawig ng isang repolyo o sibuyas. Magnetic shell ay maaaring imagined bilang hinabing ng magnetic linya ng lakas closed ibabaw. Ang mas malapit sa sentro ng dipole ay ang shell, mas malaki ang magnetic field lakas. Higit pa rito, ang pulso na kinakailangan para sa isang sisingilin tipik nalalagusan labas, tataas din.

Kaya, N-I envelope ay may momentum particle P _n. Sa kaso kung saan ang mga paunang momentum ng maliit na butil ay mas mababa kaysa P _n, ito ay sumasalamin sa magnetic field. tipik Ang pagkatapos ay bumalik sa space. Gayunman, ito rin ang mangyayari na ito ay lumiliko sa N-th shell. Sa kasong ito, ito ay hindi na magagawang upang umalis. Particle ay nakuha sa bitag hangga't ito ay hindi mapawi, o mukha na may mga tira-tirang kapaligiran ay hindi mawawala ang enerhiya.

Ang magnetic field ng ating planeta ay pareho shell matatagpuan sa iba't ibang mga distansya mula sa ibabaw ng Earth sa iba't ibang longitudes. Ito ay dahil sa ang mga hindi pagtutugma ng magnetic field sa axis ng pag-ikot ng planeta ehe. Ang epektong ito ay makikita pinakamahusay sa Brazilian magnetic anomalya. Sa rehiyong ito ang mga magnetic field linya ay tinanggal na, at entrained particle gumagalaw sa mga ito, ay maaaring maging mas mababa sa 100 km taas at samakatuwid ay ibinigay mahulog sa kapaligiran ng earth.

RPGs Komposisyon

Sa loob ng radiation belt hindi pantay na pamamahagi ng mga protons at electron. Una matatagpuan sa panloob na bahagi nito, at ang pangalawang - sa panlabas. Samakatuwid, sa isang maagang yugto ng pag-aaral, siyentipiko ay naniniwala na may mga panlabas na (e) at panloob (proton) radiation sinturon Earth. Sa kasalukuyan, ang opinyon ay walang katuturan.

Ang pinaka-mahalagang mekanismo ng henerasyon ng Van Allena Belt tagapuno particle ay ang pagkabulok ng albedo neutrons. Dapat ito ay nabanggit na ang neutrons ay nilikha kapag ang kapaligiran nakikipag-ugnayan sa cosmic radiation. Ang daloy ng mga particle gumagalaw sa direksyon mula sa planeta (neutrons albedo), dumadaan sa magnetic field ng Earth malaya. Gayunpaman, ang mga ito ay hindi matatag at madaling mabulok sa electron, protons at electron antineutrino. Radioactive albedo core pagkakaroon ng mataas na enerhiya, mabulok sa loob ng mahigpit na pagkakahawak rehiyon. Iyon ay kung paano Van Allena belt ay replenished positrons at electron.

EBL at magnetic bagyo

Kapag ang simula ng malakas na magnetic bagyo, ang mga particle ay hindi lamang mapabilis, mag-iwan sila radioactive Van Allen sinturon, tinatanggalan ng laman sa labas ng ito. Ang katotohanan ay na kung ang magnetic field configuration ay nagbago, salamin point ay mailubog sa kapaligiran. Sa kasong ito, ang mga particle mawalan ng enerhiya (ionization pagkalugi, scattering) baguhin ang pitch anggulo, at pagkatapos ay mamamatay sa pag-abot sa itaas na layer magnetosphere.

RPGs at hilagang mga ilaw

Van Allen radiation belt ay napapalibutan ng isang plasma layer, constituting ang nakunan stream ng mga protons (ions) at electron. Isang dahilan para sa hindi pangkaraniwang bagay na tulad ng hilagang (polar) glow - ay na ang mga particle ay poured mula sa plasma layer, at bahagyang mula sa isang panlabas RPG. Borealis kumakatawan atmospheric radiation atom kung saan ay excited dahil sa banggaan ng particle precipitating sa labas ng belt.

Ang pag-aaral na RPGs

Halos lahat ng mga pangunahing resulta ng pagsisiyasat ng naturang formations bilang ang sinturon radiation, na kung saan ay nakuha sa tungkol sa 1960-1970-ngian. Kamakailang mga obserbasyon sa paggamit ng orbital istasyon, interplanetary ships at ang pinakabagong pang-agham na kagamitan pinahihintulutan siyentipiko upang makabuo ng isang napaka-makabuluhang bagong impormasyon. Van Allen sinturon sa paligid ng Earth ay nag-aral sa ating panahon. Maikling ilarawan ang pinaka-mahalagang mga nagawa sa larangang ito.

Ang data na nakuha mula sa "Salyut-6"

Mga mananaliksik mula sa Moscow Engineering Physics Institute sa unang bahagi ng 80-ies Inimbestigahan ang mga elektron daloy na may isang mataas na antas ng enerhiya sa agarang paligid ng ating planeta. Upang gawin ito, ginamit nila ang mga kagamitan, na kung saan ay sa ang orbital istasyon "Salyut-6". Ito ay nagpapahintulot sa mga siyentipiko upang tunay mahusay paghiwalayin daloy ng positron at elektron sa energies mas higit sa 40 MeV. Orbit station (pagkahilig ng 52 °, sa taas ng tungkol sa 350-400 km) ay nagpapatakbo ng halos sa ibaba ng sinturon radiation ng planeta. Gayunman, ito pa rin hinawakan ang panloob na bahagi sa Brazilian magnetic anomalya. Kapag tumatawid ng lugar nakatigil daloy ang natagpuan, na binubuo ng mataas na enerhiya na mga electron. Ang RPG electron lamang na ang enerhiya ay mas mababa sa 5 MeV ang naitala bago ang isang eksperimento.

artipisyal na satellite data serye "Meteor-3"

Mga mananaliksik mula sa Moscow Engineering Physics Institute natupad sa karagdagang sukat sa mga artipisyal na satellite ng planeta serye "Meteor-3", kung saan ang taas ng pabilog na orbit ng 800 km at 1200. Sa oras na ito, ang yunit ay nag-ugat sa napakalalim RPGs. Ito ay nakumpirma na ang mga resulta na nakuha nang mas maaga sa istasyon "Salut-6". Ang mga mananaliksik pagkatapos ay nakuha ng isa pang mahalagang resulta, upang gumawa ng paggamit ng mga istasyon na "Mir" at "Salyut-7" magnetic spectrometers. Ito ay napatunayan na ang stable zone dati sinusunod ay binubuo ng eksklusibo ng mga electron (positron walang), ang enerhiya ng na kung saan ay mataas na (hanggang sa 200 MeV).

Pagbukas nakatigil CNO nuclei belt

May pangkat ng mga mananaliksik mula sa MSU Niyaf sa huling 80 at maagang 90-ngian natupad ang isang eksperimento na naglalayong pag-aaral ng nuclei, na kung saan ay matatagpuan sa malapit na espasyo. Ang mga sukat ay natupad gamit ang proportional kamara at nuclear emulsions. Sila ay natupad sa satellite "Cosmos" serye. Siyentipiko may natuklasan ang pagkakaroon ng nuclei stream N, O at Ne sa espasyo, kung saan ang isang artipisyal na satellite orbit (pagkahilig ng 52 °, humigit-kumulang sa 400-500 km taas) intersects Brazilian anomalya.

Pagtatasa ay nagpakita na ang mga nuclei, ang enerhiya umabot sa ilang mga sampu-sampung MeV / nucleon ay hindi galactic, albedo o solar pinagmulan, dahil sila ay hindi na may kaya marami enerhiya upang suutin malalim sa magnetosphere ng ating planeta. Kaya siyentipiko may natuklasan maanomalyang bahagi ng cosmic rays na nakulong sa pamamagitan ng magnetic field.

Low-enerhiya atoms sa interstellar matter, ay magagawang tumagos sa heliosphere. Pagkatapos, ultraviolet radiation ng araw ionizes mono-o disubstituted. Ang resultang sisingilin particle ay pinabilis na sa fronts ng solar wind, na umaabot sa ilang mga sampu-sampung MeV / u. Sila ay pagkatapos ay tumagos sa magnetosphere, na kung saan ay nakunan at ganap na magkaroon ng ion.

Quasi-nakatigil belt protons at electron

On Sun Mar 22, 1991 nagkaroon ng isang malakas na flash na sinamahan ng paglabas ng isang malaking mass ng solar materyal. Ito ay umabot na sa magnetosphere sa pamamagitan ng 24 Marso at ay nagbago ang mga panlabas na rehiyon. Ang solar wind magnetosphere pagsabog particle ay mayroong higit na enerhiya. Sila ay naabot ang lugar kung saan pagkatapos ay ay cress, isang Amerikanong satellite. Devices mount doon naitala ng isang matalim na pagtaas sa mga proton enerhiya ay iba-iba 20-110 MeV at malakas na elektron (mga 15 MeV). Ito ay evidenced sa pamamagitan ng ang paglitaw ng isang bagong belt. Una, isang quasi-nakatigil belt sinusunod sa isang bilang ng mga spacecraft. Gayunpaman, tanging sa "Mir" station, nag-aral siya para sa tagal ng buhay ay tungkol sa dalawang taon.

Nagkataon, sa 60s ng huling siglo bilang isang resulta ng ang katunayan na sa mga cosmos sumabog nuclear aparato, nagkaroon ng isang mala-nakatigil belt, na binubuo ng mga electron na may maliit na energies. Ito ay umiiral para sa halos 10 taon. Radioactive fission fragment disintegrated, at ito ay isang pinagmulan ng sisingilin particle.

Mayroon bang isang RPG sa Buwan

Sa satellite ng ating planeta walang Van Allen radiation belt. Bilang karagdagan, ito ay walang proteksiyon na kapaligiran. Ang ibabaw ng Buwan binuksan ang solar wind. Ang isang malakas na solar flare, kung ito naganap sa panahon ng lunar misyon ay incinerated at ang mga astronaut at ang capsule, tulad ng kung paano ma-spewed napakalaking radiation pagkilos ng bagay, na kung saan ay nakamamatay.

Posible upang maprotektahan laban sa cosmic radiation

Ang katanungan na ito ay interesado siyentipiko sa loob ng maraming taon. Sa maliit na dosis ng radiation, bilang ay kilala, ay may halos walang epekto sa aming mga kalusugan. Gayunpaman, ito ay ligtas lamang kapag hindi sila lumampas sa isang tiyak na threshold. Alam mo ba kung anong antas ng radiation sa labas ng Van Allen sinturon, sa ibabaw ng ating planeta? Kadalasan, ang nilalaman ng reydon at thorium particle mas mababa sa 100 Bq per 1 m ^3. Sa loob, RPGs, ang mga numero ay mas mataas.

Siyempre pa, ang Van Allen radiation sinturon ng Earth ay masyadong mapanganib sa tao. Ang kanilang mga epekto sa mga organismo aral maraming mga mananaliksik. Sobiyet siyentipiko noong 1963 sinabi Bernard Lovell, ang sikat na British na astronomo, ay nangangahulugan na hindi nila alam ang mga tao upang maprotektahan mula sa mga epekto ng radiation sa espasyo. Ito ay sinadya na hindi kahit na ito ay maaaring pangasiwaan ang makapal na shell ng Sobiyet patakaran ng pamahalaan. Paano, pagkatapos, na ginagamit sa capsules Amerikano SobrangPino metal, halos tulad ng isang foil, maaari protektahan ang astronaut?

Ayon sa mga assurances ng NASA, ito ay nagpadala sa astronauts sa buwan lamang kapag paglaganap ay hindi inaasahan na ang organisasyon ay may kakayahang predicting. Ito ay posible upang mabawasan ang radiation ipagsapalaran. Iba pang mga eksperto, gayunpaman, magtaltalan na lamang ng humigit-kumulang mahulaan ang petsa ng mataas na radiation.

Van Allen sinturon at lumipad sa buwan

Leonov, Sobiyet kosmonawt, noong 1966 pa rin ay dumating out sa bukas na espasyo. Gayunpaman, siya ay bihis sa isang super-mabigat na humantong suit. Ngunit pagkatapos ng 3 taon, astronaut mula sa Estados Unidos jumped sa ibabaw ng buwan, at ito ay malinaw na hindi sa mabigat na demanda. Marahil eksperto mula sa NASA sa mga nakaraang taon pinamamahalaang upang makahanap ng ultra-light materyal na pinoprotektahan ng mga astronaut mula sa radiation? Moonshot pa rin itataas maraming mga katanungan. Isa sa mga pangunahing argumento ng mga taong naniniwala na ang mga Amerikano ay hindi nakarating sa mga ito - ang pagkakaroon ng radiation sinturon.