Yerin Radiasiya Kəməri (ERB) və ya Van Allen qurşağı, elektron və protonların nəhəng axınlarının olduğu halqaya bənzəyən planetimizə ən yaxın kosmos bölgəsidir. Yer onları dipol maqnit sahəsi ilə saxlayır.
Açılış
RPZ 1957-58-ci illərdə kəşf edilmişdir. ABŞ və SSRİ alimləri. 1958-ci ildə orbitə buraxılan ilk ABŞ kosmos peyki olan Explorer 1 (aşağıdakı şəkildə) çox vacib məlumatlar təqdim etdi. Amerikalıların Yer səthinin üstündə (təxminən 1000 km yüksəklikdə) apardıqları bort təcrübəsi sayəsində radiasiya kəməri (daxili) tapıldı. Daha sonra, təxminən 20.000 km yüksəklikdə ikinci belə zona kəşf edildi. Daxili və xarici kəmərlər arasında aydın sərhəd yoxdur - birincisi tədricən ikinciyə keçir. Bu iki radioaktivlik zonası hissəciklərin yük dərəcəsinə və onların tərkibinə görə fərqlənir.
Bu ərazilər Van Allen kəmərləri kimi tanındı. Ceyms Van Allen təcrübələri onlara kömək edən bir fizikdirkəşf etmək. Alimlər müəyyən ediblər ki, bu kəmərlər günəş küləyi və kosmik şüaların yüklü hissəciklərindən ibarətdir ki, bu da maqnit sahəsi ilə Yerə çəkilir. Onların hər biri planetimizin ətrafında bir torus əmələ gətirir (bir pişi xatırladan forma).
O vaxtdan bəri kosmosda bir çox təcrübələr aparılıb. RPZ-nin əsas xüsusiyyətlərini və xüsusiyyətlərini öyrənməyə imkan verdilər. Təkcə planetimizdə radiasiya kəmərləri yoxdur. Onlar həmçinin atmosferi və maqnit sahəsi olan digər göy cisimlərində də olur. Van Allen Radiasiya Kəməri ABŞ-ın Mars yaxınlığındakı planetlərarası kosmik gəmiləri sayəsində kəşf edilib. Bundan əlavə, amerikalılar onu Saturn və Yupiter yaxınlığında tapdılar.
Dipol maqnit sahəsi
Planetimiz təkcə Van Allen qurşağına deyil, həm də dipol maqnit sahəsinə malikdir. Bu, bir-birinin içərisinə yerləşdirilmiş maqnit qabıqlar toplusudur. Bu sahənin quruluşu kələm başını və ya soğanı xatırladır. Maqnit qabığını maqnit qüvvə xətlərindən toxunmuş qapalı səth kimi təsəvvür etmək olar. Qabıq dipolun mərkəzinə nə qədər yaxın olarsa, maqnit sahəsinin gücü bir o qədər çox olar. Bundan əlavə, yüklü zərrəciyin ona xaricdən nüfuz etməsi üçün tələb olunan impuls da artır.
Beləliklə, N-ci qabıq P hissəcik impulsuna malikdir. Hissəciyin ilkin impulsu P -dən çox olmadıqda, maqnit sahəsi ilə əks olunur. Sonra hissəcik kosmosa qayıdır. Bununla belə, o, N-ci qabıqda bitir. Bu haldaartıq onu tərk edə bilmir. Tutulmuş hissəcik dağılana və ya qalıq atmosferlə toqquşana və enerjisini itirənə qədər tutulacaq.
Planetimizin maqnit sahəsində eyni qabıq müxtəlif uzunluqlarda yer səthindən müxtəlif məsafələrdə yerləşir. Bu, maqnit sahəsinin oxu ilə planetin fırlanma oxunun uyğunsuzluğu ilə bağlıdır. Bu təsir ən yaxşı Braziliya Maqnit Anomaliyasında müşahidə olunur. Bu sahədə maqnit güc xətləri aşağı enir və onlar boyunca hərəkət edən tələyə düşmüş hissəciklərin hündürlüyü 100 km-dən aşağı ola bilər, bu da onların yer atmosferində öləcəkləri deməkdir.
RPG Tərkibi
Şüalanma kəmərinin daxilində protonların və elektronların paylanması eyni deyil. Birincisi onun daxili hissəsində, ikincisi isə xaricindədir. Buna görə də tədqiqatın ilkin mərhələsində alimlər Yerin xarici (elektron) və daxili (proton) şüalanma kəmərlərinin olduğuna inanırdılar. Hazırda bu rəy aktual deyil.
Van Allen kəmərini dolduran hissəciklərin əmələ gəlməsi üçün ən əhəmiyyətli mexanizm albedo neytronlarının parçalanmasıdır. Qeyd etmək lazımdır ki, neytronlar atmosferin kosmik şüalanma ilə qarşılıqlı əlaqəsi zamanı yaranır. Planetimizdən (albedo neytronlar) istiqamət üzrə hərəkət edən bu hissəciklərin axını maneəsiz olaraq Yerin maqnit sahəsindən keçir. Bununla belə, onlar qeyri-sabitdirlər və asanlıqla elektronlara, protonlara və elektron antineytrinolara parçalanırlar. Yüksək enerjiyə malik olan radioaktiv albedo nüvələri tutma zonası daxilində parçalanır. Van Allen qurşağı pozitronlar və elektronlarla belə doldurulur.
ERP və maqnit fırtınaları
Güclü maqnit qasırğaları başlayanda bu hissəciklər sadəcə sürətlənmir, Van Allen radioaktiv kəmərini tərk edərək oradan tökülürlər. Fakt budur ki, maqnit sahəsinin konfiqurasiyası dəyişərsə, güzgü nöqtələri atmosferə batırıla bilər. Bu zaman enerjini itirən hissəciklər (ionlaşma itkiləri, səpilmə) maqnitosferin yuxarı təbəqələrinə çatdıqda öz meydançalarını dəyişir və sonra məhv olurlar.
RPZ və şimal işıqları
Van Allen şüalanma kəməri protonların (ionların) və elektronların sıxışdırılmış axını olan plazma təbəqəsi ilə əhatə olunub. Şimal (qütb) işıqları kimi bir fenomenin səbəblərindən biri hissəciklərin plazma təbəqəsindən, həmçinin qismən də xarici ERP-dən düşməsidir. Aurora borealis, kəmərdən düşmüş hissəciklərlə toqquşma nəticəsində həyəcanlanan atmosfer atomlarının emissiyasıdır.
RPZ Araşdırma
Radiasiya kəmərləri kimi formasiyaların tədqiqatlarının demək olar ki, bütün fundamental nəticələri təxminən 1960-70-ci illərdə əldə edilmişdir. Orbital stansiyalardan, planetlərarası kosmik gəmilərdən və ən son elmi avadanlıqlardan istifadə etməklə aparılan son müşahidələr alimlərə çox mühüm yeni məlumatlar əldə etməyə imkan verib. Yer kürəsinin ətrafındakı Van Allen qurşaqları bizim dövrümüzdə də öyrənilməkdə davam edir. Gəlin bu sahədə ən mühüm nailiyyətlər haqqında qısaca danışaq.
Salyut-6-dan alınan məlumatlar
Keçən əsrin 80-ci illərinin əvvəllərində MEPhI-dən tədqiqatçılarplanetimizin bilavasitə yaxınlığında yüksək enerji səviyyəsinə malik elektronların axınlarını tədqiq etdi. Bunun üçün onlar Salyut-6 orbital stansiyasında olan avadanlıqdan istifadə ediblər. Bu, elm adamlarına enerjisi 40 MeV-dən çox olan pozitronların və elektronların axınlarını çox effektiv şəkildə təcrid etməyə imkan verdi. Stansiyanın orbiti (maililiyi 52°, hündürlüyü təqribən 350-400 km) əsasən planetimizin radiasiya zolağının altından keçib. Bununla belə, Braziliya Maqnit Anomaliyasında hələ də daxili hissəsinə toxundu. Bu bölgədən keçərkən yüksək enerjili elektronlardan ibarət stasionar axınlar tapıldı. Bu təcrübədən əvvəl ERP-də yalnız enerjisi 5 MeV-dən çox olmayan elektronlar qeydə alınmışdı.
"Meteor-3" seriyasının süni peyklərindən alınan məlumatlar
MEPHI-nin tədqiqatçıları planetimizin dairəvi orbitlərinin hündürlüyü 800 və 1200 km olan Meteor-3 seriyasından olan süni peyklərində əlavə ölçmələr apardılar. Bu dəfə cihaz RPZ-yə çox dərindən nüfuz etdi. O, əvvəllər Salyut-6 stansiyasında əldə edilən nəticələri təsdiqləyib. Daha sonra tədqiqatçılar “Mir” və “Salyut-7” stansiyalarında quraşdırılmış maqnit spektrometrlərindən istifadə etməklə daha bir mühüm nəticə əldə ediblər. Sübut edilmişdir ki, əvvəllər kəşf edilmiş dayanıqlı kəmər yalnız enerjisi çox yüksək (200 MeV-ə qədər) olan elektronlardan (pozitronsuz) ibarətdir.
CNO nüvələrinin stasionar kəmərinin kəşfi
Keçən əsrin 80-ci illərinin sonu və 90-cı illərinin əvvəllərində MDU-nun MTNP-nin bir qrup tədqiqatçısı tədqiqat aparıb.ən yaxın kosmosda yerləşən nüvələrin tədqiqi. Bu ölçmələr mütənasib kameralar və nüvə foto emulsiyalarından istifadə etməklə aparılmışdır. Onlar Kosmos seriyasının peyklərində həyata keçirilib. Alimlər süni peykin orbitinin (52° meyl, təqribən 400-500 km hündürlük) Braziliya anomaliyasını keçdiyi kosmosda N, O və Ne nüvə axınlarının olduğunu aşkar ediblər.
Təhlildən göründüyü kimi, enerjisi bir neçə onlarla MeV/nukleona çatan bu nüvələr bu cür enerji ilə planetimizin maqnitosferinə dərindən nüfuz edə bilmədiklərindən qalaktik, albedo və ya günəş mənşəli deyildilər. Beləliklə, elm adamları maqnit sahəsi tərəfindən tutulan kosmik şüaların anomal komponentini kəşf etdilər.
Ulduzlararası maddədəki aşağı enerjili atomlar heliosferə nüfuz edə bilir. Sonra Günəşin ultrabənövşəyi şüalanması onları bir və ya iki dəfə ionlaşdırır. Nəticədə yaranan yüklü hissəciklər günəş küləyi cəbhələri tərəfindən sürətlənir və bir neçə onlarla MeV/nukleona çatır. Daha sonra onlar maqnitosferə daxil olurlar, orada tutulurlar və tam ionlaşırlar.
Protonların və elektronların kvazistasionar kəməri
1991-ci il martın 22-də Günəşdə nəhəng günəş maddə kütləsinin atılması ilə müşayiət olunan güclü parlama baş verdi. Martın 24-də maqnitosferə çatdı və xarici bölgəsini dəyişdi. Yüksək enerjiyə malik olan günəş küləyinin hissəcikləri maqnitosferə daxil oldu. Onlar o zaman Amerika peyki CRESS-in yerləşdiyi əraziyə çatdılar. üzərinə quraşdırılmışdıralətlər enerjisi 20 ilə 110 MeV arasında dəyişən protonların, eləcə də güclü elektronların (təxminən 15 MeV) kəskin artımını qeyd etdi. Bu, yeni bir kəmərin yaranmasından xəbər verirdi. Birincisi, bir sıra kosmik gəmilərdə kvazistasionar kəmər müşahidə edilib. Bununla belə, yalnız Mir stansiyasında o, bütün ömrü boyu, yəni təxminən iki il müddətində tədqiq edilmişdir.
Yeri gəlmişkən, keçən əsrin 60-cı illərində kosmosda nüvə qurğularının partlaması nəticəsində aşağı enerjili elektronlardan ibarət kvazistasionar qurşaq meydana çıxdı. Təxminən 10 il davam etdi. Yüklü hissəciklərin mənbəyi olan parçalanmanın radioaktiv fraqmentləri parçalandı.
Ayda RPG var
Planetimizin peykində Van Allen şüalanma kəməri yoxdur. Bundan əlavə, qoruyucu atmosferə malik deyil. Ayın səthi günəş küləklərinin təsirinə məruz qalır. Güclü günəş alovu, əgər bu, Ay ekspedisiyası zamanı baş verərsə, həm astronavtları, həm də kapsulları yandıracaq, çünki oradan böyük bir radiasiya axını yaranacaq və bu, ölümcüldür.
Özünüzü kosmik şüalanmadan qorumaq mümkündürmü
Bu sual uzun illərdir alimləri maraqlandırır. Kiçik dozalarda radiasiya, bildiyiniz kimi, sağlamlığımıza praktiki olaraq heç bir təsir göstərmir. Bununla belə, yalnız müəyyən bir həddi keçmədikdə təhlükəsizdir. Van Allen qurşağından kənarda, planetimizin səthində radiasiya səviyyəsinin nə qədər olduğunu bilirsinizmi? Adətən radon və torium hissəciklərinin tərkibi 1 m3 üçün 100 Bq-dan çox olmur. RPZ içərisindəbu rəqəmlər daha yüksəkdir.
Təbii ki, Van Allen Landin radiasiya kəmərləri insanlar üçün çox təhlükəlidir. Onların bədənə təsiri bir çox tədqiqatçılar tərəfindən tədqiq edilmişdir. 1963-cü ildə sovet alimləri məşhur britaniyalı astronom Bernard Lovell-ə insanı kosmosda radiasiyanın təsirindən qorumaq üçün bir vasitə bilmədiklərini söylədilər. Bu o demək idi ki, hətta sovet aparatlarının qalın divarlı qabıqları belə bunun öhdəsindən gələ bilmirdi. Amerika kapsullarında istifadə edilən ən nazik metal, az qala folqa kimi, astronavtları necə qorudu?
NASA-nın məlumatına görə, o, kosmonavtları Aya yalnız heç bir məşəl partlayışı gözlənilməyəndə göndərib ki, təşkilat bunu proqnozlaşdıra bilir. Bu, radiasiya təhlükəsini minimuma endirməyə imkan verdi. Digər ekspertlər isə iddia edirlər ki, yalnız böyük emissiyaların tarixini təxmini proqnozlaşdırmaq olar.
Van Allen kəməri və Aya uçuş
Sovet kosmonavtı Leonov 1966-cı ildə kosmosa uçdu. Bununla belə, o, super-ağır aparıcı kostyum geyinmişdi. Və 3 ildən sonra ABŞ-dan olan astronavtlar Ayın səthinə tullanırdılar və açıq-aydın ağır skafandrlarda deyildilər. Bəlkə, illər ərzində NASA mütəxəssisləri astronavtları radiasiyadan etibarlı şəkildə qoruyan ultra yüngül material kəşf etməyə müvəffəq olublar? Aya uçuş hələ də çoxlu suallar yaradır. Amerikalıların ona enmədiyinə inananların əsas arqumentlərindən biri radiasiya kəmərlərinin mövcudluğudur.
