Yerning radiatsiya kamari (ERB) yoki Van Allen kamari - sayyoramizga eng yaqin kosmos hududi boʻlib, u halqaga oʻxshab koʻrinadi, unda ulkan elektronlar va protonlar oqimi mavjud. Yer ularni dipol magnit maydoni bilan ushlab turadi.
Ochilish
RPZ 1957-58 yillarda kashf etilgan. AQSH va SSSR olimlari. 1958 yilda uchirilgan AQShning birinchi kosmik sun'iy yo'ldoshi Explorer 1 (quyida tasvirlangan) juda muhim ma'lumotlarni taqdim etdi. Amerikaliklar tomonidan Yer yuzasidan (taxminan 1000 km balandlikda) o'tkazilgan bort tajribasi tufayli radiatsiya kamari (ichki) topildi. Keyinchalik, taxminan 20 000 km balandlikda, ikkinchi shunday zona topildi. Ichki va tashqi kamarlar o'rtasida aniq chegara yo'q - birinchisi asta-sekin ikkinchisiga o'tadi. Radioaktivlikning bu ikki zonasi zarrachalarning zaryadlanish darajasi va ularning tarkibi bilan farqlanadi.
Bu hududlar Van Allen kamarlari deb nomlana boshladi. Jeyms Van Allen - fizik, uning tajribasi ularga yordam berdikashf qilish. Olimlar bu belbog'lar quyosh shamoli va kosmik nurlarning zaryadlangan zarralaridan iborat bo'lib, Yerga uning magnit maydoni orqali tortilishini aniqladilar. Ularning har biri sayyoramiz atrofida torus hosil qiladi (shakl xamirga o'xshaydi).
Oʻshandan beri koinotda koʻplab tajribalar oʻtkazildi. Ular RPZ ning asosiy xususiyatlari va xususiyatlarini o'rganishga imkon berdi. Nafaqat bizning sayyoramizda radiatsiya kamarlari mavjud. Ular atmosfera va magnit maydonga ega bo'lgan boshqa samoviy jismlarda ham uchraydi. Van Allen radiatsiya kamari AQShning Mars yaqinidagi sayyoralararo kosmik kemalari tufayli kashf etilgan. Bundan tashqari, amerikaliklar uni Saturn va Yupiter yaqinida topishgan.
Dipol magnit maydoni
Sayyoramiz nafaqat Van Allen kamariga, balki dipol magnit maydoniga ham ega. Bu bir-birining ichiga joylashtirilgan magnit qobiqlar to'plami. Bu maydonning tuzilishi karam boshiga yoki piyozga o'xshaydi. Magnit qobiqni magnit kuch chiziqlaridan to'qilgan yopiq sirt sifatida tasavvur qilish mumkin. Qobiq dipolning markaziga qanchalik yaqin bo'lsa, magnit maydon kuchi shunchalik katta bo'ladi. Bundan tashqari, zaryadlangan zarrachaning unga tashqaridan kirib borishi uchun zarur bo'lgan impuls ham ortadi.
Demak, N-chi qavat zarracha impulsiga ega P . Zarrachaning dastlabki impulsi P dan oshmasa, u magnit maydon tomonidan aks ettiriladi. Keyin zarracha kosmosga qaytadi. Biroq, u N-chi qobiqda tugashi ham sodir bo'ladi. Ushbu holatdau endi uni tark eta olmaydi. Qopqoqlangan zarracha tarqalguncha yoki qoldiq atmosfera bilan to‘qnashib, energiyani yo‘qotmaguncha ushlanib qoladi.
Sayyoramizning magnit maydonida bir xil qobiq yer yuzasidan turli uzunliklarda turli masofalarda joylashgan. Bu magnit maydon o'qi va sayyoraning aylanish o'qi o'rtasidagi nomuvofiqlik bilan bog'liq. Bu ta'sir Braziliya magnit anomaliyasida eng yaxshi ko'rinadi. Bu hududda magnit kuch chiziqlari pastga tushadi va ular bo'ylab harakatlanayotgan zarrachalar 100 km balandlikdan past bo'lishi mumkin, ya'ni ular er atmosferasida nobud bo'ladi.
RPG tarkibi
Radiatsion kamar ichida proton va elektronlarning taqsimlanishi bir xil emas. Birinchisi uning ichki qismida, ikkinchisi - tashqi qismida. Shuning uchun tadqiqotning dastlabki bosqichida olimlar Yerning tashqi (elektron) va ichki (proton) nurlanish kamarlari mavjudligiga ishonishdi. Hozirda bu fikr boshqa ahamiyatli emas.
Van Allen kamarini to'ldiruvchi zarrachalar hosil bo'lishining eng muhim mexanizmi albedo neytronlarining parchalanishidir. Shuni ta'kidlash kerakki, neytronlar atmosfera kosmik nurlanish bilan o'zaro ta'sirlashganda hosil bo'ladi. Sayyoramizdan (albedo neytronlar) yo'nalishda harakatlanuvchi bu zarralar oqimi Yer magnit maydonidan to'siqsiz o'tadi. Biroq, ular beqaror va osonlik bilan elektronlar, protonlar va elektron antineytrinolarga aylanadi. Yuqori energiyaga ega radioaktiv albedo yadrolari tutilish zonasida parchalanadi. Shunday qilib, Van Allen kamari pozitron va elektronlar bilan to'ldiriladi.
ERP va magnit bo'ronlar
Kuchli magnit bo'ronlari boshlanganda, bu zarralar shunchaki tezlashmaydi, ular Van Allen radioaktiv kamarini tark etib, undan to'kilib ketadi. Gap shundaki, agar magnit maydonning konfiguratsiyasi o'zgarsa, ko'zgu nuqtalari atmosferaga botirilishi mumkin. Bunda zarrachalar energiyani yo'qotgan holda (ionlanish yo'qotishlari, tarqalish) o'zlarining qadam burchaklarini o'zgartiradilar va keyin magnitosferaning yuqori qatlamlariga etib borganlarida nobud bo'ladilar.
RPZ va shimoliy chiroqlar
Van Allen radiatsiya kamari protonlar (ionlar) va elektronlar oqimi bo'lgan plazma qatlami bilan o'ralgan. Shimoliy (qutb) yorug'lik kabi hodisaning sabablaridan biri shundaki, zarrachalar plazma qatlamidan, shuningdek, qisman tashqi ERP dan tushadi. Aurora borealis - bu kamardan tushgan zarrachalar bilan to'qnashuv natijasida qo'zg'aluvchi atmosfera atomlarining emissiyasi.
RPZ Research
Radiatsiya kamarlari kabi tuzilmalarni oʻrganishning deyarli barcha fundamental natijalari 1960-70-yillarda olingan. Orbital stansiyalar, sayyoralararo kosmik kemalar va eng yangi ilmiy asbob-uskunalar yordamida olib borilgan so'nggi kuzatuvlar olimlarga juda muhim yangi ma'lumotlarni olish imkonini berdi. Yer atrofidagi Van Allen kamarlari bizning davrimizda ham o'rganilmoqda. Keling, bu sohadagi eng muhim yutuqlar haqida qisqacha toʻxtalib oʻtamiz.
Salyut-6 dan olingan ma'lumotlar
Oʻtgan asrning 80-yillari boshlarida MEPhI tadqiqotchilarisayyoramizga yaqin atrofdagi energiya darajasi yuqori bo'lgan elektronlar oqimini o'rganib chiqdi. Buning uchun ular "Salyut-6" orbital stantsiyasida joylashgan uskunadan foydalanganlar. Bu olimlarga energiyasi 40 MeV dan ortiq bo'lgan pozitronlar va elektronlar oqimlarini juda samarali izolyatsiya qilish imkonini berdi. Stansiyaning orbitasi (qiyalik 52°, balandligi taxminan 350-400 km) asosan sayyoramizning radiatsiya kamari ostidan oʻtgan. Biroq, u hali ham Braziliya magnit anomaliyasida uning ichki qismiga tegdi. Ushbu hududni kesib o'tishda yuqori energiyali elektronlardan tashkil topgan statsionar oqimlar topildi. Ushbu tajribadan oldin ERP da faqat elektronlar qayd etilgan, ularning energiyasi 5 MeV dan oshmagan.
"Meteor-3" seriyasining sun'iy yo'ldoshlaridan olingan ma'lumotlar
MEPHI tadqiqotchilari sayyoramizning Meteor-3 seriyali sun'iy yo'ldoshlarida aylana orbitalarining balandligi 800 va 1200 km bo'lgan keyingi o'lchovlarni amalga oshirdilar. Bu safar qurilma RPZga juda chuqur kirib bordi. U Salyut-6 stantsiyasida ilgari olingan natijalarni tasdiqladi. Keyin tadqiqotchilar “Mir” va “Salyut-7” stansiyalarida o‘rnatilgan magnit spektrometrlar yordamida yana bir muhim natijaga erishdilar. Ilgari kashf etilgan barqaror kamar faqat energiyasi juda yuqori (200 MeV gacha) bo'lgan elektronlardan (pozitronlarsiz) iborat ekanligi isbotlangan.
CNO yadrolarining statsionar kamarining topilishi
O'tgan asrning 80-yillari oxiri va 90-yillarning boshlarida MDU SNNP tadqiqotchilari guruhi o'z maqsadlariga erishishga qaratilgan tajriba o'tkazdilar.eng yaqin kosmosda joylashgan yadrolarni o'rganish. Ushbu o'lchovlar proportsional kameralar va yadroviy fotografik emulsiyalar yordamida amalga oshirildi. Ular Kosmos seriyasining sun'iy yo'ldoshlarida amalga oshirildi. Olimlar sun'iy sun'iy yo'ldosh orbitasi (52 ° nishab, taxminan 400-500 km balandlik) Braziliya anomaliyasini kesib o'tgan koinot hududida N, O va Ne yadrolari oqimlari mavjudligini aniqladilar.
Tahlil shuni koʻrsatdiki, energiyasi bir necha oʻn MeV/nuklonga yetgan bu yadrolar galaktik, albedo yoki quyoshdan kelib chiqmagan, chunki ular bunday energiya bilan sayyoramiz magnitosferasiga chuqur kira olmas edi. Shunday qilib, olimlar magnit maydon tomonidan tutilgan kosmik nurlarning anomal komponentini topdilar.
Yulduzlararo materiyadagi kam energiyali atomlar geliosferaga kira oladi. Keyin Quyoshning ultrabinafsha nurlanishi ularni bir yoki ikki marta ionlashtiradi. Olingan zaryadlangan zarralar quyosh shamoli frontlari tomonidan tezlashadi va bir necha o'nlab MeV/nuklonga etadi. Keyin ular magnitosferaga kiradi, u erda tutiladi va to'liq ionlanadi.
Proton va elektronlarning kvazistatsion kamari
1991-yil 22-martda Quyoshda kuchli chaqnash sodir boʻlib, u quyosh materiyasining ulkan massasi otilishi bilan birga boʻlgan. U 24-martgacha magnitosferaga yetib keldi va tashqi hududini oʻzgartirdi. Yuqori energiyaga ega bo'lgan quyosh shamolining zarralari magnitosferaga kirib ketdi. Ular o'sha paytda Amerika sun'iy yo'ldoshi CRESS joylashgan hududga yetib kelishdi. unga o'rnatilganasboblar energiyasi 20 dan 110 MeV gacha bo'lgan protonlarning, shuningdek kuchli elektronlarning (taxminan 15 MeV) keskin o'sishini qayd etdi. Bu yangi kamarning paydo bo'lishini ko'rsatdi. Birinchidan, bir qator kosmik kemalarda kvazstatsionar kamar kuzatildi. Biroq, faqat Mir stantsiyasida u butun umri davomida o'rganilgan, bu taxminan ikki yil.
Darvoqe, oʻtgan asrning 60-yillarida yadro qurilmalarining fazoda portlashi natijasida energiyalari past boʻlgan elektronlardan iborat kvazstatsionar tasma paydo boʻldi. Taxminan 10 yil davom etdi. Zaryadlangan zarrachalarning manbai bo'lgan parchalanishning radioaktiv qismlari parchalandi.
Oyda RPG bormi
Sayyoramizning sun'iy yo'ldoshida Van Allen radiatsiya kamari yo'q. Bundan tashqari, u himoya atmosferasiga ega emas. Oyning yuzasi quyosh shamollariga ta'sir qiladi. Kuchli quyosh chaqnashi, agar bu Oyga ekspeditsiya paytida yuz bergan bo'lsa, astronavtlarni ham, kapsulalarni ham yoqib yuborishi mumkin, chunki u erda juda katta radiatsiya oqimi ajralib chiqadi, bu esa halokatli.
O'zingizni kosmik nurlanishdan himoya qilish mumkinmi
Bu savol koʻp yillar davomida olimlarni qiziqtirib kelgan. Kichik dozalarda radiatsiya, siz bilganingizdek, sog'lig'imizga deyarli ta'sir qilmaydi. Biroq, u ma'lum bir chegaradan oshmasagina xavfsizdir. Van Allen kamaridan tashqarida, sayyoramiz yuzasida radiatsiya darajasi qanday ekanligini bilasizmi? Odatda radon va toriy zarralarining tarkibi 1 m3 uchun 100 Bq dan oshmaydi. RPZ ichidabu raqamlar ancha yuqori.
Albatta, Van Allen Landning radiatsiya kamarlari odamlar uchun juda xavflidir. Ularning tanaga ta'siri ko'plab tadqiqotchilar tomonidan o'rganilgan. Sovet olimlari 1963 yilda taniqli britaniyalik astronom Bernard Lovellga odamni koinotda radiatsiya ta'siridan himoya qilish vositasini bilmasliklarini aytishdi. Bu sovet apparatlarining qalin devorli qobiqlari ham bunga dosh bera olmasligini anglatardi. Amerika kapsulalarida ishlatiladigan eng yupqa metall, xuddi folga kabi, astronavtlarni qanday himoya qilgan?
NASA ma'lumotlariga ko'ra, u kosmonavtlarni Oyga hech qanday chaqnash kutilmagandagina yuborgan, buni tashkilot bashorat qila oladi. Bu radiatsiya xavfini minimal darajaga tushirishga imkon berdi. Biroq, boshqa ekspertlarning ta'kidlashicha, katta emissiya sanasini faqat taxminiy taxmin qilish mumkin.
Van Allen kamari va Oyga parvoz
Leonov, sovet kosmonavti, shunga qaramay, 1966 yilda koinotga chiqdi. Biroq, u o'ta og'ir qo'rg'oshin kostyum kiygan edi. Va 3 yildan so'ng, Qo'shma Shtatlardan kelgan kosmonavtlar Oy yuzasiga sakrashdi va og'ir skafandrlarda emasligi aniq. Ehtimol, yillar davomida NASA mutaxassislari astronavtlarni radiatsiyadan ishonchli himoya qiladigan o'ta engil materialni topishga muvaffaq bo'lishdi? Oyga parvoz hali ham ko'p savollar tug'diradi. Amerikaliklar unga qo'nmagan deb hisoblaydiganlarning asosiy dalillaridan biri radiatsiya kamarlarining mavjudligidir.
