В 1958 году америкосы запустили искусственный спутник Земли «Эксплорер 1», снаряженный счетчиком Гейгера. В перигее измерительный устройство показал расчетный уровень излучения. Опосля того как летательный аппарт достигнул апогея, счетчик Гейгера закончил передавать сигнал.
Астрофизик из США Джеймс Альфред Ван Аллен (британский вариант – Van Allen) представил, что отсутствие показаний соединено с завышенным уровнем излучения. Последующие исследования американских и российских ученых подтвердили высказанную догадку. Выяснилось, что планетку окружают радиоактивные пояса, в каких концентрируются и удерживаются электроны и протоны солнечного ветра, заряженные энергией до 3 МэВ.
Радиационные пояса в разрезе
Открытие имело огромное значение для предстоящего освоения вселенной. Области магнитосферы, удерживающие простые частички, получили заглавие «радиационных поясов Ван Аллена». Открытое явление типично не только лишь для Земли, да и для остальных планет, владеющих массивным магнитным полем (Юпитер, Нептун и др.).
Строение радиационного пояса
Область магнитной сферы, удерживающая заряженные простые частички, по форме похожа на тор. Выделяют внутренний (высота до 4 тыс. км) и наружный (высота до 17 тыс. км) радиоактивный пояс. 1-ая область состоит в главном из положительно заряженных простых частиц, владеющих энергией в 10-ки МэВ. 2-ой пояс содержит малоэнергетичные электроны. Меж внутренней и наружной зоной магнитосферы есть «щель», которая находится в промежутке от 2-ух до 3-х радиусов планетки (так именуемая «неопасная область»).
Высота нижней части внутреннего радиационного пояса Земли меняется по долготе на одной и той же широте. Разность расстояний обоснована наклоном магнитосферы относительно оси вращения планетки. Изменение высоты радиационного пояса Ван Аллена по долготе на различных широтах соединено с разными размерами силовых контуров магнитного поля Земли. Внутренняя область магнитосферы различается стабильностью, а наружная подвергается мощным колебаниям.
Ученые продолжают изучить радиоактивные поля Земли. Физики и астрологи проводят опыты, в процессе которых исследуется поведение простых частиц в электронных и магнитных полях, плазме и межпланетной среде. Приобретенные данные разрешают предсказывать галлактическую погоду и определять малые широты, до которых приближаются к планетке разные плазменные структуры, расположенные в магнитосфере.
Воздействие радиационных полей на летательные аппараты и здоровье астронавтов
Галлактические корабли и спутники, двигающиеся на высоте наиболее 2000 км, безизбежно попадают под воздействие поясов Ван Аллена. Насыщенная радиация повреждает солнечные батареи, электрические составляющие и измерительные приборы. Для ракет и спутников разрабатывают особые микросхемы, которые выполняются по технологии «кремний на изоляторе».
Обозначенные электрические составляющие владеют устойчивостью к ионизирующему излучению, присутствующему в поясе радиации вокруг Земли. Для защиты корпусов галлактических аппаратов от ионизирующего облучения используются особые покрытия, изготовленные из сплавов железа, алюминия и бериллия. Также употребляются материалы с высочайшим содержанием водорода (к примеру, целофан).
Ионизирующее излучение оказывает вредное воздействие на астронавтов. Радиация в поясе Ван Аллена разрушает ткани, нарушает метаболизм, понижает иммунитет и увеличивает риск развития злокачественных новообразований. Линии движения управляемых галлактических аппаратов выстраиваются таковым образом, чтоб минимизировать нахождение космонавтов в радиационных поясах. Таковой подход употреблялся южноамериканскими учеными при планировании полета на Луну. Участники программки «Апполон», побывавшие в заряженной магнитосфере, получили годичную поглощенную дозу 2-11,4 мЗв (неопасный уровень радиации составляет 50 мЗв).
Пояса Ван Аллена и антиматерия: легенды и действительность
В 2011 году в научном журнальчике Astrophysical Journal Letters возникла статья о результатах интернационального опыта PAMELA. При помощи массивного спектрографа ученым удалось найти слой антиматерии меж внутренним и наружным радиационным поясом Земли. Высочайшая концентрация антипротонов была зафиксирована устройствами в области Южно-Атлантической магнитной аномалии.
Масса антипротонов удерживается магнитосферой нашей планетки на расстоянии нескольких сотен км от поверхности земли. На малых высотах происходит нейтрализация антиэлементов, которые ведут взаимодействие с обыкновенными частичками. Пояса Ван Аллена являются массивным источником антиматерии, которая считается одной из основных загадок Вселенной. Специалисты Института NASA считают, что в дальнейшем антипротоны станут новеньким видом горючего для галлактических кораблей.
Содержание
- Строение радиационного пояса
- Воздействие на спутники и здоровье астронавтов
- Легенды и действительность
Источник: