Hvad er et Van Allen-strålingsbælte?

Beliggende inden for Jordens magnetfelt eksisterer et fascinerende fænomen:høje niveauer af stråling. Van Allen bæltet , også kendt som Van Allen Radiation Belts eller blot Radiation Belts, er et himmelsk skue, der har betaget videnskabsmænd og rumentusiaster i årtier. I denne artikel vil vi udforske disse gådefulde områder i vores solsystem.

1. Hvad er Van Allen-strålingsbælterne?
2. Det indre og ydre bælte
3. Tredje strålingsbælte
4. Fremtiden for rumudforskning

Hvad er Van Allen-strålingsbælterne?

Van Allen Radiation Belts er to zoner, der omkranser den lave jordbane, hvori der er et relativt stort antal højenergiske (hurtigt bevægende) ladede partikler. Partiklerne er hovedsageligt protoner og elektroner, som er fanget i bælterne af Jordens magnetfelt.

En gruppe amerikanske videnskabsmænd, under ledelse af Dr. James Van Allen, gjorde opdagelsen i 1958 ved hjælp af oplysninger fra Explorer I, USA's første kunstige satellit. Da holdet først opdagede bælterne, "var strålingen så intens, at forskerne først troede, at de kunne optage en sovjetisk atomprøve," ifølge NASA.

Van Allen lærte, at astronauter sikkert kunne flyve gennem strålingsbælterne, hvis de gik gennem svagere områder. Van Allen bælterne er centreret langs Jordens magnetiske ækvator i et område af den øvre atmosfære kaldet magnetosfæren eller exosfæren.

Strålingsbælteelektroner er højenergiske elektroner, der er indespærret i Jordens strålingsbælter:

• Det indre bælte strækker sig fra omkring 600 miles (1.000 km) til 3.700 miles (6.000 km) over jorden.
• Det ydre strålingsbælte strækker sig fra omkring 9.300 miles (15.000 km) til 15.500 miles (25.000 km) over jorden.

Forskere mener, at de fleste af de partikler, der danner bælterne, kommer fra solvinden, en kontinuerlig strøm af partikler, der udsendes af solen i alle retninger. Andre partikler har sandsynligvis deres oprindelse i kosmiske stråler.

I slutningen af ​​1950'erne og begyndelsen af ​​1960'erne dannede kunstige strålingsbælter af ladede partikler produceret ved detonation af nukleare sprængstoffer i rummet. Disse strålingsbælter er dog blevet svækket med tiden. Planeterne Jupiter og Saturn er omkranset af strålingsbælter svarende til Jordens Van Allen-strålingsbælter.

Van Allen-bælterne og månelandingen

For at rejse til det ydre rum skal astronauter passere høje niveauer af stråling. For nogle er eksistensen af ​​Jordens strålingsbælter et bevis på, at vi aldrig landede på månen. De hævder, at strålingsniveauet ville "øjeblikkeligt have dræbt" astronauterne.

NASA siger, at astronauter "flyver gennem denne region hurtigt for at begrænse deres eksponering for stråling", og at en dødelig mængde stråling er 300 rads på en time. Besætningen til Apollo-månelandingens strålingsdosimetre målte "deres samlede dosis for hele turen til månen og hjemkomsten var ikke mere end 2 Rads over 6 dage."

Det indre og ydre bælte

Det indre og ydre Van Allen-bælte ligner donuts. De beskytter Jorden mod solvind og solstorme.

Begge bælter kan udvide sig og trække sig sammen, men det indre Van Allen-bælte er mere stabilt end det ydre elektronstrålingsbælte. Deres bevægelse kan påvirke de mere end 800 satellitter, der findes i bælterne, hvilket gør det afgørende for os at vide mere om, hvordan bælterne fungerer, så vi kan beskytte disse satellitter.

Tredje strålingsbælte

I 2013 annoncerede forskere en spændende opdagelse:et midlertidigt tredje strålingsbælte forårsaget af højenergielektroner. Selvom dette tredje bælte er kortvarigt, tilføjer det endnu et lag af kompleksitet til Van Allen Belts' adfærd.

Forskere var i stand til at opdage den tredje ring på grund af NASAs Van Allen Probes, tidligere kendt som Radiation Belt Storm Probes. Målet med sonderne er at få en bedre forståelse af rumvejret, før det påvirker Jorden. Sonderne viste, at der i en måned i september 2012 var et yderste tredje bælte, som inspirerede videnskabsmænd til at ændre deres tilgang.

"Van Allen Probes' observationer udfordrede vores nuværende syn på strålingsbælternes fysik," sagde rumforsker Yuri Shprits. "Tidligere lavede vi skøn og troede, at de så fornuftige ud. Nu ved vi, at vi skal forstå hver storm mere detaljeret og skabe globale modeller, der kan rekonstruere, hvad der sker på alle niveauer."

Det relativistiske elektronprotonteleskop

Relativistic Electron Proton Telescope (REPT) er et instrument designet til at studere de energiske partikler, specifikt elektroner og protoner, i Jordens strålingsbælter. Det er et af de videnskabelige instrumenter ombord på Van Allen Probes.

REPT måler og karakteriserer de energiske elektroner og protoner i Van Allen bælterne. Disse partikler er en kritisk komponent i strålingsbælterne, og at studere deres egenskaber er afgørende for at forstå bælternes dynamik og adfærd.

Fremtiden for rumudforskning

For rumudforskningsmissioner er det afgørende at forstå Van Allen-bælterne. Rumfartøjer skal navigere i disse områder, og bælternes stråling kan påvirke rumfartøjers systemer og instrumenter. Forskere og ingeniører arbejder på at designe rumfartøjer, der kan modstå de udfordringer, som bælterne udgør.

Denne artikel blev opdateret i forbindelse med AI-teknologi, og derefter faktatjekket og redigeret af en HowStuffWorks-redaktør.