Rripi i Rrezatimit të Tokës (ERB), ose brezi Van Allen, është rajoni i hapësirës së jashtme më të afërt pranë planetit tonë, i cili duket si një unazë, në të cilën ka rrjedha gjigante elektronesh dhe protonesh. Toka i mban ato me një fushë magnetike dipole.
Hapja
RPZ u zbulua në 1957-58. shkencëtarë nga Shtetet e Bashkuara dhe BRSS. Explorer 1 (foto më poshtë), sateliti i parë hapësinor amerikan i lëshuar në vitin 1958, ka dhënë të dhëna shumë të rëndësishme. Falë një eksperimenti në bord të kryer nga amerikanët mbi sipërfaqen e Tokës (në një lartësi prej rreth 1000 km), u gjet një rrip rrezatimi (i brendshëm). Më vonë, në një lartësi prej rreth 20,000 km, u zbulua një zonë e dytë e tillë. Nuk ka kufi të qartë midis rripave të brendshëm dhe të jashtëm - i pari kalon gradualisht në të dytin. Këto dy zona të radioaktivitetit ndryshojnë në shkallën e ngarkesës së grimcave dhe përbërjen e tyre.
Këto zona u bënë të njohura si brezat Van Allen. James Van Allen është një fizikant, eksperimenti i të cilit i ndihmoi atazbuloni. Shkencëtarët kanë zbuluar se këto rripa përbëhen nga era diellore dhe grimcat e ngarkuara të rrezeve kozmike, të cilat tërhiqen nga Toka nga fusha e saj magnetike. Secila prej tyre formon një torus rreth planetit tonë (një formë që i ngjan një donut).
Shumë eksperimente janë kryer në hapësirë që nga ajo kohë. Ata bënë të mundur studimin e veçorive dhe vetive kryesore të RPZ. Jo vetëm planeti ynë ka rripa rrezatimi. Ato gjenden gjithashtu në trupa të tjerë qiellorë që kanë një atmosferë dhe një fushë magnetike. Brezi i rrezatimit Van Allen u zbulua falë anijes ndërplanetare amerikane pranë Marsit. Përveç kësaj, amerikanët e gjetën atë pranë Saturnit dhe Jupiterit.
fusha magnetike dipole
Planeti ynë nuk ka vetëm rripin Van Allen, por edhe një fushë magnetike dipole. Është një grup predhash magnetike të vendosura brenda njëra-tjetrës. Struktura e kësaj fushe i ngjan kokës së lakrës ose qepës. Predha magnetike mund të imagjinohet si një sipërfaqe e mbyllur e endur nga linjat magnetike të forcës. Sa më afër të jetë guaska me qendrën e dipolit, aq më e madhe bëhet forca e fushës magnetike. Përveç kësaj, rritet edhe vrulli i nevojshëm për një grimcë të ngarkuar për të depërtuar në të nga jashtë.
Pra, guaska e N-të ka momentin e grimcave P . Në rastin kur momenti fillestar i grimcës nuk e kalon P , ai reflektohet nga fusha magnetike. Grimca pastaj kthehet në hapësirën e jashtme. Megjithatë, ndodh edhe që të përfundojë në guaskën e N-të. Në këtë rastajo nuk është më në gjendje ta lërë atë. Grimca e bllokuar do të bllokohet derisa të shpërndahet ose të përplaset me atmosferën e mbetur dhe të humbasë energjinë.
Në fushën magnetike të planetit tonë, e njëjta guaskë ndodhet në distanca të ndryshme nga sipërfaqja e tokës në gjatësi të ndryshme gjeografike. Kjo është për shkak të mospërputhjes midis boshtit të fushës magnetike dhe boshtit të rrotullimit të planetit. Ky efekt shihet më së miri mbi Anomalinë Magnetike Braziliane. Në këtë zonë, linjat magnetike të forcës zbresin dhe grimcat e bllokuara që lëvizin përgjatë tyre mund të jenë nën 100 km në lartësi, që do të thotë se ato do të vdesin në atmosferën e tokës.
Përbërja RPG
Brenda brezit të rrezatimit, shpërndarja e protoneve dhe elektroneve nuk është e njëjtë. E para janë në pjesën e brendshme të saj, dhe e dyta - në pjesën e jashtme. Prandaj, në një fazë të hershme të studimit, shkencëtarët besuan se kishte rripa të rrezatimit të jashtëm (elektronik) dhe të brendshëm (proton) të Tokës. Aktualisht, ky opinion nuk është më i rëndësishëm.
Mekanizmi më i rëndësishëm për gjenerimin e grimcave që mbushin brezin Van Allen është prishja e neutroneve albedo. Duhet të theksohet se neutronet krijohen kur atmosfera ndërvepron me rrezatimin kozmik. Rrjedha e këtyre grimcave që lëvizin në drejtim nga planeti ynë (neutronet albedo) kalon pa pengesë nëpër fushën magnetike të Tokës. Megjithatë, ato janë të paqëndrueshme dhe kalben lehtësisht në elektrone, protone dhe antineutrinos elektronikë. Bërthamat radioaktive albedo, të cilat kanë energji të lartë, kalbet brenda zonës së kapjes. Kjo është mënyra se si rripi Van Allen plotësohet me pozitrone dhe elektrone.
ERP dhe stuhitë magnetike
Kur fillojnë stuhitë e forta magnetike, këto grimca jo vetëm që përshpejtohen, ato largohen nga brezi radioaktiv i Van Allen, duke u derdhur nga ai. Fakti është se nëse konfigurimi i fushës magnetike ndryshon, pikat e pasqyrës mund të zhyten në atmosferë. Në këtë rast, grimcat, duke humbur energjinë (humbjet e jonizimit, shpërhapja), ndryshojnë këndet e tyre të lartësisë dhe më pas zhduken kur arrijnë në shtresat e sipërme të magnetosferës.
RPZ dhe dritat veriore
Rripi i rrezatimit Van Allen është i rrethuar nga një shtresë plazme, e cila është një rrjedhë e bllokuar e protoneve (joneve) dhe elektroneve. Një nga arsyet për një fenomen të tillë si dritat veriore (polare) është se grimcat bien nga shtresa e plazmës, dhe gjithashtu pjesërisht nga ERP e jashtme. Aurora borealis është emetimi i atomeve atmosferike, të cilat ngacmohen për shkak të përplasjes me grimcat që kanë rënë nga brezi.
Kërkim RPZ
Pothuajse të gjitha rezultatet themelore të studimeve të formacioneve të tilla si rripat e rrezatimit u morën rreth viteve 1960 dhe 70. Vëzhgimet e fundit duke përdorur stacione orbitale, anije kozmike ndërplanetare dhe pajisjet më të fundit shkencore i kanë lejuar shkencëtarët të marrin informacione të reja shumë të rëndësishme. Rripat Van Allen rreth Tokës vazhdojnë të studiohen në kohën tonë. Le të flasim shkurtimisht për arritjet më të rëndësishme në këtë fushë.
Të dhënat e marra nga Salyut-6
Studiuesit nga MEPhI në fillim të viteve 80 të shekullit të kaluarhetoi rrjedhat e elektroneve me një nivel të lartë energjie në afërsi të planetit tonë. Për ta bërë këtë, ata përdorën pajisjet që ishin në stacionin orbital Salyut-6. Ai i lejoi shkencëtarët të izolojnë në mënyrë shumë efektive flukset e pozitroneve dhe elektroneve, energjia e të cilave tejkalon 40 MeV. Orbita e stacionit (pjerrësia 52°, lartësia rreth 350-400 km) kalonte kryesisht nën brezin e rrezatimit të planetit tonë. Megjithatë, ajo ende preku pjesën e saj të brendshme në Anomalinë Magnetike Braziliane. Gjatë kalimit të këtij rajoni, u gjetën rryma të palëvizshme të përbëra nga elektrone me energji të lartë. Para këtij eksperimenti, vetëm elektronet u regjistruan në ERP, energjia e të cilave nuk i kalonte 5 MeV.
Të dhënat nga satelitët artificialë të serisë "Meteor-3"
Studiuesit nga MEPhI kryen matje të mëtejshme në satelitët artificialë të planetit tonë të serisë Meteor-3, në të cilat lartësia e orbitave rrethore ishte 800 dhe 1200 km. Këtë herë pajisja ka depërtuar shumë thellë në RPZ. Ai konfirmoi rezultatet që u morën më herët në stacionin Salyut-6. Pastaj studiuesit morën një rezultat tjetër të rëndësishëm duke përdorur spektrometritë magnetikë të instaluar në stacionet Mir dhe Salyut-7. U vërtetua se brezi i qëndrueshëm i zbuluar më parë përbëhet ekskluzivisht nga elektrone (pa pozitrone), energjia e të cilave është shumë e lartë (deri në 200 MeV).
Zbulimi i rripit të palëvizshëm të bërthamave CNO
Një grup studiuesish nga SNNP MSU në fund të viteve '80 dhe në fillim të viteve '90 të shekullit të kaluar kryen një eksperiment që synontestudimi i bërthamave që ndodhen në hapësirën më të afërt të jashtme. Këto matje u kryen duke përdorur dhoma proporcionale dhe emulsione fotografike bërthamore. Ato u kryen në satelitët e serisë Kosmos. Shkencëtarët kanë zbuluar praninë e rrymave të bërthamave N, O dhe Ne në një rajon të hapësirës së jashtme, në të cilin orbita e një sateliti artificial (një pjerrësi prej 52 °, një lartësi rreth 400-500 km) përshkoi anomalinë braziliane.
Siç tregoi analiza, këto bërthama, energjia e të cilave arrinte disa dhjetëra MeV/nukleon, nuk ishin me origjinë galaktike, albedo apo diellore, pasi ato nuk mund të depërtonin thellë në magnetosferën e planetit tonë me një energji të tillë. Kështu, shkencëtarët zbuluan përbërësin anormal të rrezeve kozmike, të kapur nga fusha magnetike.
Atomet me energji të ulët në lëndën ndëryjore janë në gjendje të depërtojnë në heliosferë. Pastaj rrezatimi ultravjollcë i Diellit i jonizon ato një ose dy herë. Grimcat e ngarkuara që rezultojnë përshpejtohen nga frontet e erës diellore, duke arritur disa dhjetëra MeV/nukleon. Më pas ato hyjnë në magnetosferë, ku kapen dhe jonizohen plotësisht.
Rrip kuazistacionar i protoneve dhe elektroneve
Më 22 mars 1991, një shpërthim i fuqishëm ndodhi në Diell, i cili u shoqërua me nxjerrjen e një mase të madhe të lëndës diellore. Ajo arriti në magnetosferë deri më 24 mars dhe ndryshoi rajonin e saj të jashtëm. Grimcat e erës diellore, të cilat kishin energji të lartë, shpërthejnë në magnetosferë. Ata arritën në zonën ku ndodhej atëherë CRESS, sateliti amerikan. instaluar në tëinstrumentet regjistruan një rritje të mprehtë të protoneve, energjia e të cilave varionte nga 20 në 110 MeV, si dhe elektrone të fuqishme (rreth 15 MeV). Kjo tregoi shfaqjen e një rripi të ri. Së pari, rripi kuazi-stacionar u vëzhgua në një numër anijesh kozmike. Megjithatë, vetëm në stacionin Mir u studiua gjatë gjithë jetës së tij, që është rreth dy vjet.
Meqë ra fjala, në vitet '60 të shekullit të kaluar, si rezultat i faktit që pajisjet bërthamore shpërthyen në hapësirë, u shfaq një rrip kuazi-stacionar, i përbërë nga elektrone me energji të ulëta. Ajo zgjati rreth 10 vjet. Fragmentet radioaktive të ndarjes u prishën, që ishte burimi i grimcave të ngarkuara.
A ka një RPG në Hënë
Satelitit të planetit tonë i mungon rripi i rrezatimit Van Allen. Përveç kësaj, nuk ka një atmosferë mbrojtëse. Sipërfaqja e hënës është e ekspozuar ndaj erërave diellore. Një shpërthim i fortë diellor, nëse do të ndodhte gjatë një ekspedite hënore, do të digjej si astronautët ashtu edhe kapsulat, pasi do të lëshohej një rrymë e madhe rrezatimi, e cila është vdekjeprurëse.
A është e mundur të mbroheni nga rrezatimi kozmik
Kjo pyetje ka qenë me interes për shkencëtarët për shumë vite. Në doza të vogla, rrezatimi, siç e dini, praktikisht nuk ka asnjë efekt në shëndetin tonë. Sidoqoftë, është i sigurt vetëm kur nuk tejkalon një prag të caktuar. A e dini se cili është niveli i rrezatimit jashtë brezit Van Allen, në sipërfaqen e planetit tonë? Zakonisht përmbajtja e grimcave të radonit dhe toriumit nuk kalon 100 Bq për 1 m3. Brenda RPZkëto shifra janë shumë më të larta.
Sigurisht, rripat e rrezatimit të Van Allen Land janë shumë të rrezikshëm për njerëzit. Efekti i tyre në trup është studiuar nga shumë studiues. Shkencëtarët sovjetikë në vitin 1963 i thanë Bernard Lovell, një astronom i njohur britanik, se ata nuk dinin një mjet për të mbrojtur një person nga ekspozimi ndaj rrezatimit në hapësirë. Kjo do të thoshte që edhe predhat me mure të trasha të aparateve sovjetike nuk mund ta përballonin atë. Si i mbrojti astronautët metali më i hollë i përdorur në kapsulat amerikane, pothuajse si fletë metalike?
Sipas NASA-s, ajo dërgoi astronautë në Hënë vetëm kur nuk pritej asnjë shpërthim, gjë që organizata është në gjendje të parashikojë. Kjo është ajo që bëri të mundur uljen e rrezikut të rrezatimit në minimum. Ekspertë të tjerë, megjithatë, argumentojnë se mund të parashikohet vetëm afërsisht data e emetimeve të mëdha.
Rripi i Van Allen dhe fluturimi drejt hënës
Leonov, një kozmonaut sovjetik, megjithatë shkoi në hapësirën e jashtme në 1966. Megjithatë, ai kishte veshur një kostum plumbi super të rëndë. Dhe pas 3 vitesh, astronautët nga Shtetet e Bashkuara po hidheshin në sipërfaqen hënore, dhe padyshim jo me kostume të rënda hapësinore. Ndoshta, me kalimin e viteve, specialistët e NASA-s kanë arritur të zbulojnë një material ultra të lehtë që mbron me siguri astronautët nga rrezatimi? Fluturimi në Hënë ende ngre shumë pyetje. Një nga argumentet kryesore të atyre që besojnë se amerikanët nuk u ulën në të është ekzistenca e rripave të rrezatimit.
