> > Что такое Пояс Ван Аллена?

Пояс Ван Аллена: что это такое, где он находится? Характеристики феномена, можно ли его преодолеть?

Краткое содержание статьи:

 

Весь XX век человечество грезило мечтами о покорении Вселенной. Лучшие писатели всего мира сочиняли книги на эту тему. Но колонизация космоса все откладывается. Возможно, одна из причин лежит в феномене под названием пояс Ван Аллена. Что это, можно понять и без широких познаний в астрофизике.

 

Пояс Ван Аллена - что это?

 

Радиационный пояс Ван Аллена: правда и заблуждения

Так называют зону насыщенных энергией заряженных частиц, которая находится во внутренней области земной магнитосферы. Пояс образовался в результате удержания магнитным полем Земли части солнечного ветра (последний состоит преимущественно из электронов, протонов и альфа-частиц).

 

Впервые идея о наличии такого пояса вокруг нашей планеты была высказана еще до начала космической эры. К таким выводам приходили такие ученые конца XIX – начала XX веков, как Кристиан Биркеланд, Карл Стёрмер и Николай Хрестофилу. Экспериментальное подтверждение их искания получили в 1958 году благодаря опытам американского исследователя Джеймса Ван Аллена.

Несмотря на то, что существование пояса является научно подтвержденным фактом, он окружен ореолом заблуждений. Самое главное из них заключается в том, что радиационное излучение в магнитосфере настолько велико, что способно убить любое живое существо. Тем самым скептики доказывают невозможность космических путешествий.

Радиационный ореол вокруг Земли

 

Состав и характеристики объекта

Радиационный пояс (РП) состоит из следующих подпоясов:

  1. Внутренний;
  2. Внешний;
  3. Иногда на ограниченный промежуток времени образуется и третий слой РП. Такой феномен наблюдался, в частности, в 2013 году. Он просуществовал около месяца и был уничтожен межпланетной ударной волной от Солнца.

Раскроем характеристики внутреннего радиационного пояса:

  • Располагается на высоте от 1 тыс. км до 24 тыс. км от поверхности планеты;
  • Во время высокой солнечной активности и в некоторых географических областях (например, Бразильская магнитная аномалия) нижняя граница может спуститься до 200 км от Земли;
  • Состоит из электронов и протонов, энергия которых превышает 100 электронвольт. Считается, что протоны здесь образуются благодаря бета-распаду из нейтронов в результате воздействия космических лучей;
  • Протоны более низких энергий образуются во время геомагнитных бурь.

Наглядно изображение внутреннего РП было получено в 2014 году. Рисунок напоминал «зебру» из-за эффектов, вызванных природой магнитного поля Земли.

Оригинальное изображение РП

 

Преодоление пояса Ван Аллена

Считается, что околоземная радиационная зона представляет собой значительное препятствие для возможных космических путешествий. И в значительной мере это правда:

  1. Радиация может повредить солнечные батареи, интегральные схемы и датчики. Миниатюризация и оцифровка электроники сделали космические аппараты более уязвимыми для излучения, поскольку суммарный электрический заряд в этих цепях достаточно небольшой;
  2. Чтобы избежать негативных эффектов, применяются радиационно-стойкие технологии. Например, спутники в околоземной орбите имеют защитный слой из 3 мм алюминия;
  3. Очевидно, что прохождение через РП наносит человеческому организму определенный урон. В живых космонавтам удается оставаться лишь благодаря тому, что находятся они в этой области крайне непродолжительный период времени;
  4. Полученная астронавтами суммарная радиация варьируется от миссии к миссии. В среднем она составляет 1,6 – 11,4 миллигрей. Это гораздо меньше тех доз, которые получают работающие на земле работники атомных электростанций;
  5. Чтобы получить смертельную дозу, человеку необходимо «висеть» в околоземной орбите более месяца.

Для минимизации излучения от РП российский физик Валентин Данилов предложил запустить в небо спутники и растянуть между ними тросы длиной по 100 км. Идея оказалась достаточно привлекательной и получила дальнейшее теоретическое развитие в США под названием HiVOLT.

Запущенный антирадиационный спутник

 

Свойства внешней радиационной оболочки

С физической точки зрения внешний пояс гораздо более интересен своего внутреннего собрата, поскольку в большей степени подвергается влиянию солнечной активности:

  • Располагается на высоте от 13 000 до 60 000 километров и обладает почти тороидальной формой (другими словами, в виде бублика);
  • Состоит преимущественно из электронов, значение энергий которых колеблется в пределах от 0,1 до 10 мегаэлектронвольт;
  • В 2014 году было обнаружено, что внутренняя граница внешнего РП является достаточно резкой. Ниже ее электроны проникнуть не могут. В чем причина образования такого щита, до конца не понятно;
  • По размеру он гораздо больше, чем внутренний РП. Количество частиц в нем колеблется в зависимости от геомагнитных бурь и плазменных возмущений, производимых Солнцем;

В 2011 году было обнаружено, что в составе потока находятся также античастицы. В результате взаимодействия верхних слоев атмосферы с космическими лучами образуются антипротоны. Их энергия составляет около 60-750 МэВ.

Внешняя оболочка из радиации

 

Пояс Ван Аллена и полет на Луну

Выше мы уже рассматривали все риски, которые сопровождают космонавта при прохождении через внутреннюю часть магнитосферы. Известны они не только из теоретических выкладок.

Полет американцев на Луну стал первым экспериментом, который проверил на прочность человеческий организм в космических условиях:

  • Известно, что магнитные бури значительно увеличивают активность протонов высоких энергий. Такие аномалии предваряли многие лунные миссии, в частности, «Аполлон-8» и «Аполлон-17»;
  • Если бы полеты походили без защиты (как самих летательных устройств, так и скафандров), все закончилось бы плачевно. Так, после магнитного шторма, прошедшего на 31 октября 1968 года, доза излучения увеличилась в несколько раз;
  • Однако полеты не только не заканчивались летальным исходом, но и привели к весьма интересным результатам. Вес астронавта Шепарда (из «Аполлон-14») увеличился, участники миссии не принимали никаких медикаментов, последствий для организма ни одного из них не было;
  • Такой эффект был достигнут благодаря высококачественной защите и кратковременному пребыванию в РП. Хотя многие скептики полагают, что отсутствие вреда для здоровья говорит об отсутствии факта полета на Луну.

Планета Земля окружена плотным слоем электронов и протонов, которые попадают в область магнитного поля преимущественно от Солнца. Этот слой известен под названием пояс Ван Аллена. Что это такое, было известно еще в начале XX века. Но на доказательство его существования ушло немало десятков лет.

Полет на луну - фальсификация

 

Видео о радиационном поясе Земли

В данном ролике академик, астрофизик Борис Боярышников расскажет несколько необычных фактов про радиационный пояс Земли Ван Алена:

Ваш комментарий (без регистрации):

Завулон 8 ноября 2017 20:55
О Космос, Космос, великий Космос, ты воистину пьянишь - однако читать про радиационный пояс Земли всё же не особо весело...
  • Нравится
  • 0
Сив 10 ноября 2017 08:33
Радиация? Вот уж точно - я бы спала в сотню раз спокойнее, если бы не знала, что Землю окружает какой-то там радиактивный пояс...
  • Нравится
  • 0
Листочек 11 ноября 2017 13:27
Эх, скорей бы вырасти, выучиться на космонавтку и самой полететь в Космос! Это будет потрясающе! Только вот... а, впрочем, без разницы. Возьмут - отлично, не возьмут - что ж... стану писательницей фантастических рассказов.
  • Нравится
  • 5
Цинна 13 ноября 2017 16:11
Самым прикольным фактом в этой статье можно назвать, пожалуй, то, что интересную идею предложил русский физик, а нашла своё воплощение эта идея только в США,.. грустно. Очень грустно.
  • Нравится
  • 1
Игорь 29 января 2018 19:03
Юпитерианский пояс радиации, вот это пояс так пояс, а наш... так, поясочек ))
  • Нравится
  • 1
ntking 21 ноября 2018 13:37
А спонсор этой статьи - NASA. NASA - мы были на Луне, поверьте нам на слово (ну еще отредактированным фотоснимкам и съемкам С.Кубрика).
  • Нравится
  • 0
Ваше имя: *
Ваш e-mail: *
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent