Радиационный пояс Ван Аллена. Люди, которые не верят в состоявшиеся в прошлом веке полеты на Луну, хорошо знают об этом физическом явлении. Ведь именно оно, по их мнению, является непреодолимой преградой для такого рода мероприятий. И еще они думают, что американские астронавты несомненно должны были сгореть заживо (в страшных муках) при попытке преодолеть пояс Ван Аллена. А если и преодолели бы, то померли на пути к Луне от последствий лучевой болезни.
Но так ли это на самом деле? Давайте разберемся.
Радиационный пояс Ван Аллена — сравнительно недавнее открытие. Сделал его в 1958 году Джеймс Ван Аллен. Физически – это часть самой высокой составляющей земной атмосферы. Которую ученые называют магнитосферой.
Что такое радиационный пояс Ван Аллена?
Радиационный пояс Ван Аллена — это две области, окружающие Землю, в которых имеется довольно большое количество заряженных частиц высокой энергии. Это означает, что эти частицы движутся очень быстро. Практически со скоростью, близкой к скорости света. Эти в основном протоны и электроны. Внутренний пояс, который является наиболее интенсивным, простирается примерно от 1000 до 6000 километров над нашей планетой. Внешний пояс начинается на 15 000 км от поверхности Земли и простирается до 25 000 км.
Считается, что пояса Ван Аллена образовались в результате разных процессов. Внутренняя часть состоит в основном из энергичных протонов. Они возникают в результате распада определенных нейтронов, которые, в свою очередь, являются результатом столкновений космических лучей с верхними слоями атмосферы. Внешний пояс в основном состоит из электронов, приходящих от геомагнитных бурь. Так называются бури, вызванные солнечным ветром. То есть потоком частиц, испускаемым Солнцем постоянно во все стороны, который взаимодействует с магнитным полем Земли.
Пояса Ван Аллена не уникальны для нашей планеты. У Сатурна и Юпитера также имеются очень похожие пояса, генерируемые магнитным полем этих планет.
Между внешним и внутренним поясом (как Вы, наверное, уже поняли) разрыв почти в 10 000 километров. Эта зона наполнена радиоволнами очень низкой частоты. И в ней количество высокоэнергетических частиц практически равно нулю. Солнечные вспышки могут иногда заполнять эту область частицами. Но они исчезают из этих мест. В течение нескольких дней.
Влияние поясов на космические полеты
НАСА однажды заявило, что эти пояса непроницаемы. Ха-ха! (Воскликнет вдруг сторонник лунного заговора. И заплачет от счастья). Что же. Это действительно так. Для… электронов!
Как бы то ни было, правда состоит в том, что миссии, направляющиеся за пределы низкой околоземной орбиты не защищены магнитным полем Земли. И должны пересекать пояс Ван Аллена. Точнее, обе его части. Поэтому совершенно не исключено, что для экспедиций к другим планетам придется как-то по-другому строить космические корабли. Чтобы защитить экипаж от космических лучей и солнечных вспышек.
Для солнечных батарей, интегральных схем и вообще всех электронных компонентов необходимо принять специальные меры. Так как любая электроника может быть повреждена радиацией. Ученым известно, что геомагнитные бури могут повредить компоненты космического корабля. И такая ситуация будет ухудшаться. Потому что электроника продолжает двигаться в направлении миниатюризации. И это уже сделало спутники более уязвимыми для радиации.
Но при чем тут миниатюризация? Дело тут вот в чем. Электрический заряд современных электронных цепей сегодня настолько мал, что уже сравним с зарядом ионов, приходящих из космоса. И поэтому приходиться все серьезнее защищать спутники от этого излучения, чтобы они могли стабильно функционировать. Например, часто приходится выключать датчики космического телескопа Хаббл при прохождении через районы с высокой радиационной нагрузкой.
Ну а люди? Как насчет людей? Обещали же в начале разобраться!
Люди и черепахи
Что же. Можно с полной уверенностью сказать, что радиационный пояс Ван Аллена практически безвреден. Ну ладно, в американцев на Луне Вы не верите. Но как быть с черепашками? Теми, что свершили облет Луны еще до американцев? В 1968 году на борту советского беспилотного космического корабля «Зонд-5»? Они выжили. И прекрасно себя чувствовали после окончания экспедиции. Общая поглощенная каждой черепашкой доза радиации составляла около 3,5 рад. Такую же дозу получает человек, которому сделали рентген зубов. Так это черепашки! У них панцирь! (Скажите Вы, мой юный немоглик. И снова заплачете, вспомнив подлость и ложь англо-саксов).
На самом деле астронавты программы «Аполлон» действительно подвергались облучению солнечными частицами. После выхода из-под защиты магнитного поля Земли. Общее количество радиации, полученная астронавтами, варьировалась от миссии к миссии. От 0,16 до 1,14 рад. И была значительно ниже той, что Комиссия по атомной энергии США считает стандартной (в год) для людей, работающих с радиоактивностью – 5 бэр в год.
Странный пояс
В 2012 году НАСА отправило в космос два зонда для изучения поясов Ван Аллена. Ученые ожидали найти два пояса. И так и было в первые два дня работы. Однако через несколько дней приборы начали присылать какие-то странные данные. Между внутренним и внешним поясом обнаружился еще один небольшой средний пояс. А внешний оказался сильно размыт.
Этот средний пояс наблюдался лишь некоторое время. Но как объяснить его происхождение? Все указывало на то, что возник он в результате сильного столкновения ударной волны солнечного ветра, которая оторвала часть внешнего пояса, и разделила его две части. В течение всего сентября 2012 года конфигурация поясов была аномальной. И их было три вместо двух. Но на этом сюрпризы не закончились. 1 октября еще более мощная ударная волна разрушила два внешних пояса. Оставив нетронутым только внутренний. Но буквально через неделю новая ударная волна каким-то образом восстановила известную всем конфигурацию. Два пояса с гигантской безопасной зоной между ними.
Ну вот примерно так обстоят дела, друзья мои.