Дэлхийн цацрагийн бүс (ERB) буюу Ван Аллены бүс нь электрон болон протоны асар том урсгал бүхий цагираг шиг харагддаг манай гаригийн ойролцоох сансар огторгуйн бүс юм. Дэлхий тэднийг диполь соронзон оронтой байлгадаг.
Нээлт
RPZ 1957-58 онд нээгдсэн. АНУ, ЗХУ-ын эрдэмтэд. 1958 онд хөөргөсөн АНУ-ын анхны сансрын хиймэл дагуул болох Explorer 1 (доорх зураг) нь маш чухал мэдээллийг өгсөн. Америкчуудын дэлхийн гадаргаас дээш (1000 км-ийн өндөрт) хийсэн хөлөг дээрх туршилтын ачаар цацрагийн бүс (дотоод) олджээ. Хожим нь 20,000 км-ийн өндөрт хоёр дахь ийм бүсийг илрүүлсэн. Дотор болон гадна бүсүүдийн хооронд тодорхой хил хязгаар байхгүй - эхнийх нь аажмаар хоёр дахь руу шилждэг. Цацраг идэвхжлийн эдгээр хоёр бүс нь бөөмсийн цэнэгийн зэрэг болон тэдгээрийн найрлагаар ялгаатай.
Эдгээр газруудыг Ван Аллены бүс гэж нэрлэх болсон. Жеймс Ван Аллен бол физикч бөгөөд туршилт нь тэдэнд тусалсаннээх. Эрдэмтэд эдгээр бүсүүд нь нарны салхи, сансар огторгуйн цацрагийн цэнэгтэй хэсгүүдээс бүрддэг бөгөөд тэдгээр нь соронзон орныхоо нөлөөгөөр дэлхий рүү татагддаг болохыг тогтоожээ. Тэд тус бүр нь манай гарагийг тойрон торус үүсгэдэг (булчирхайтай төстэй хэлбэр).
Тэр үеэс хойш сансарт олон туршилт хийсэн. Тэд RPZ-ийн үндсэн шинж чанар, шинж чанарыг судлах боломжтой болгосон. Зөвхөн манай гараг цацрагийн бүстэй байдаггүй. Тэд мөн агаар мандал, соронзон оронтой бусад селестиел биетүүдэд байдаг. Ван Аллены цацрагийн бүсийг Ангараг гарагийн ойролцоох АНУ-ын гариг хоорондын сансрын хөлгийн ачаар нээсэн. Үүнээс гадна америкчууд түүнийг Санчир, Бархасбадь гарагийн ойролцоо олсон байна.
Диполь соронзон орон
Манай гараг Ван Аллены бүсээс гадна диполь соронзон оронтой. Энэ нь бие биендээ үүрлэсэн соронзон бүрхүүлийн багц юм. Энэ талбайн бүтэц нь байцаа эсвэл сонгины толгойтой төстэй. Соронзон бүрхүүлийг соронзон хүчний шугамаас сүлжсэн битүү гадаргуу гэж төсөөлж болно. Бүрхүүл нь диполийн төвд ойртох тусам соронзон орны хүч нэмэгдэнэ. Түүнчлэн, цэнэглэгдсэн бөөмийг гаднаас нь нэвтрүүлэхэд шаардагдах импульс мөн нэмэгддэг.
Тиймээс N-р бүрхүүл нь бөөмийн импульс P байна. Бөөмийн анхны импульс нь P -ээс хэтрэхгүй тохиолдолд соронзон орон тусгалаа олдог. Дараа нь бөөмс сансар огторгуйд буцаж ирдэг. Гэсэн хэдий ч энэ нь N-р бүрхүүл дээр төгсдөг. Энэ тохиолдолдтэр үүнийг орхиж чадахгүй. Баригдсан бөөмс нь тархах эсвэл үлдэгдэл агаар мандалд мөргөлдөж, эрчим хүчээ алдах хүртэл баригдах болно.
Манай гарагийн соронзон орон дээр нэг бүрхүүл дэлхийн гадаргуугаас өөр өөр зайд, өөр өөр уртрагт байрладаг. Энэ нь соронзон орны тэнхлэг ба гаригийн эргэлтийн тэнхлэг хоорондын зөрүүтэй холбоотой юм. Энэ нөлөө нь Бразилийн соронзон аномали дээр хамгийн сайн харагддаг. Энэ хэсэгт соронзон хүчний шугамууд бууж, тэдгээрийн дагуу хөдөлж буй бөөмсүүд 100 км-ээс доош өндөртэй байж болох бөгөөд энэ нь дэлхийн агаар мандалд үхнэ гэсэн үг юм.
RPG найрлага
Цацрагийн бүс дотор протон ба электронуудын тархалт ижил биш байна. Эхнийх нь түүний дотор талд, хоёр дахь нь гадна талд байдаг. Тиймээс судалгааны эхний үе шатанд эрдэмтэд дэлхийн гаднах (цахим) болон дотоод (протон) цацрагийн бүсүүд байдаг гэж үздэг. Одоогоор энэ санал хамааралгүй болсон.
Ван Аллены бүсийг дүүргэх бөөмс үүсэх хамгийн чухал механизм бол альбедо нейтронуудын задрал юм. Агаар мандал нь сансрын цацрагтай харилцан үйлчлэх үед нейтрон үүсдэг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Манай гарагаас (альбедо нейтрон) чиглэл рүү хөдөлж буй эдгээр бөөмсийн урсгал дэлхийн соронзон орны дундуур саадгүй өнгөрдөг. Гэсэн хэдий ч тэдгээр нь тогтворгүй бөгөөд электрон, протон, электрон антинейтрино болж амархан задардаг. Өндөр энергитэй цацраг идэвхт альбедо цөмүүд баригдах бүс дотор ялзардаг. Ван Аллены бүс ингэж позитрон болон электроноор дүүрдэг.
ERP болон соронзон шуурга
Хүчтэй соронзон шуурга эхлэхэд эдгээр тоосонцор хурдсаад зогсохгүй Ван Аллены цацраг идэвхт бүсийг орхиж, тэндээс асгардаг. Баримт нь хэрэв соронзон орны тохиргоо өөрчлөгдвөл толин тусгал цэгүүд нь агаар мандалд дүрж болно. Энэ тохиолдолд бөөмс эрчим хүчээ алдаж (иончлолын алдагдал, тархалт) налуу өнцгийнхөө өнцгийг өөрчилж, дараа нь соронзон бөмбөрцгийн дээд давхаргад хүрэх үед мөхдөг.
RPZ болон хойд гэрэл
Ван Аллены цацрагийн бүс нь протон (ион) ба электронуудын баригдсан урсгал болох плазмын давхаргаар хүрээлэгдсэн байдаг. Хойд (туйлт) гэрэл гэх мэт үзэгдлийн нэг шалтгаан нь тоосонцор нь плазмын давхарга, мөн хэсэгчлэн гаднах ERP-ээс унадаг явдал юм. Aurora borealis нь туузан дээрээс унасан бөөмстэй мөргөлдсөний улмаас өдөөгдсөн атмосферийн атомуудын ялгаралт юм.
RPZ судалгаа
Цацрагийн бүс зэрэг тогтоцуудын судалгааны бараг бүх үндсэн үр дүнг 1960-70-аад оны үед олж авсан. Орбитын станцууд, гариг хоорондын сансрын хөлөг, шинжлэх ухааны хамгийн сүүлийн үеийн тоног төхөөрөмж ашиглан хийсэн сүүлийн үеийн ажиглалтууд нь эрдэмтэд маш чухал шинэ мэдээлэл олж авах боломжийг олгосон. Дэлхийг тойрсон Ван Аллены бүсийг бидний цаг үед судалсаар байна. Энэ салбарын хамгийн чухал амжилтуудын талаар товчхон ярья.
Салют-6-аас авсан өгөгдөл
Өнгөрсөн зууны 80-аад оны эхээр MEPhI-ийн судлаачидманай гаригийн ойр орчимд эрчим хүчний өндөр түвшинтэй электронуудын урсгалыг судалсан. Үүнийг хийхийн тулд тэд "Салют-6" тойрог замын станцад байсан төхөөрөмжийг ашигласан. Энэ нь эрдэмтэд энерги нь 40 МэВ-ээс давсан позитрон ба электронуудын урсгалыг маш үр дүнтэй тусгаарлах боломжийг олгосон юм. Станцын тойрог зам (налуу 52°, өндөр нь 350-400 км орчим) манай гаригийн цацрагийн бүсээс доогуур голчлон өнгөрчээ. Гэсэн хэдий ч энэ нь Бразилийн соронзон аномалийн үед түүний дотоод хэсэгт хүрсэн хэвээр байна. Энэ бүсийг дайран өнгөрөхөд өндөр энергитэй электронуудаас бүрдэх хөдөлгөөнгүй урсгалууд олдсон. Энэ туршилтаас өмнө энерги нь 5 МэВ-ээс хэтрээгүй электронуудыг л ERP-д бүртгэсэн.
"Солир-3" цувралын хиймэл дагуулаас авсан мэдээлэл
MEPhI-ийн судлаачид тойрог тойрог замын өндөр нь 800 ба 1200 км байсан "Метеор-3" цувралын манай гаригийн хиймэл дагуулууд дээр нэмэлт хэмжилт хийжээ. Энэ удаад төхөөрөмж нь RPZ-д маш гүнзгий нэвтэрсэн. Тэрээр өмнө нь "Салют-6" станцаас олж авсан үр дүнг баталгаажуулав. Дараа нь судлаачид "Мир", "Салют-7" станцад суурилуулсан соронзон спектрометрийг ашиглан өөр нэг чухал үр дүнд хүрсэн байна. Өмнө нь нээсэн тогтвортой бүс нь зөвхөн электронуудаас (позитронгүй) бүрддэг нь батлагдсан бөгөөд энерги нь маш өндөр (200 МэВ хүртэл).
CNO бөөмийн хөдөлгөөнгүй бүсийг илрүүлэх
Өнгөрсөн зууны 80-аад оны сүүл, 90-ээд оны эхээр МУБИС-ийн МХБХ-ны хэсэг судлаачид дараах зорилготой туршилт хийжээ.хамгийн ойрын сансар огторгуйд байрлах бөөмийг судлах. Эдгээр хэмжилтийг пропорциональ камер, цөмийн гэрэл зургийн эмульс ашиглан хийсэн. Тэдгээрийг Космос цувралын хиймэл дагуулууд дээр хийсэн. Хиймэл хиймэл дагуулын тойрог зам (52 ° налуу, 400-500 км орчим өндөр) Бразилийн гажигтай огтлолцсон сансар огторгуйн бүсэд N, O, Ne бөөмийн урсгал байгааг эрдэмтэд илрүүлжээ.
Шинжилгээнээс харахад энерги нь хэдэн арван МэВ/нуклонд хүрсэн эдгээр цөмүүд нь ийм эрчим хүчээр манай гаригийн соронзон мандалд гүн нэвтэрч чадахгүй тул галактик, альбедо, нарны гаралтай биш байжээ. Тиймээс эрдэмтэд соронзон орон дээр баригдсан сансрын цацрагийн хэвийн бус бүрэлдэхүүн хэсгийг нээсэн.
Од хоорондын бодис дахь бага энергитэй атомууд гелиосферийг нэвтлэх чадвартай. Дараа нь нарны хэт ягаан туяа нь тэдгээрийг нэг юмуу хоёр удаа ионжуулдаг. Үүссэн цэнэгтэй хэсгүүд нь нарны салхины фронтоор хурдасч, хэдэн арван МеВ/нуклонд хүрдэг. Дараа нь тэд соронзон мандалд орж, тэнд баригдаж, бүрэн иончлогддог.
Протон ба электронуудын квазистационар бүс
1991 оны 3-р сарын 22-нд наран дээр хүчтэй гал гарч, тэр нь нарны асар их массыг гадагшлуулахтай хамт байв. Гуравдугаар сарын 24 гэхэд соронзон мандалд хүрч, гаднах бүсээ өөрчилсөн. Өндөр энергитэй нарны салхины тоосонцор соронзон мандалд орж ирэв. Тэд тухайн үед Америкийн хиймэл дагуул болох CRESS-ийн байрлаж байсан хэсэгт хүрчээ. үүн дээр суурилуулсанбагажууд эрчим хүч нь 20-110 МэВ хооронд хэлбэлздэг протон, мөн хүчирхэг электрон (ойролцоогоор 15 МэВ) огцом нэмэгдсэнийг тэмдэглэв. Энэ нь шинэ бүс гарч ирснийг илтгэв. Нэгдүгээрт, хэд хэдэн сансрын хөлөг дээр хагас суурин бүс ажиглагдсан. Гэхдээ зөвхөн Мир өртөөнд л бүх амьдралынхаа туршид буюу хоёр жил орчим судлагдсан.
Дашрамд дурдахад, өнгөрсөн зууны 60-аад онд цөмийн төхөөрөмж сансарт дэлбэрсний үр дүнд бага энергитэй электронуудаас бүрдсэн хагас суурин бүс бий болсон. Энэ нь ойролцоогоор 10 жил үргэлжилсэн. Цэнэглэсэн бөөмсийн эх үүсвэр болох задралын цацраг идэвхт хэсгүүд задарсан.
Саран дээр RPG байна уу
Манай гарагийн хиймэл дагуулд Ван Аллены цацрагийн бүс байхгүй. Үүнээс гадна энэ нь хамгаалалтын уур амьсгалтай байдаггүй. Сарны гадаргуу нь нарны салхинд өртдөг. Сарны экспедицийн үеэр нарны хүчтэй дэгдэлт нь сансрын нисэгчид болон капсулуудыг хоёуланг нь шатаана, учир нь цацрагийн асар их урсгал гарч, үхэлд хүргэж болзошгүй.
Сансар огторгуйн цацрагаас өөрийгөө хамгаалах боломжтой юу
Энэ асуулт олон жилийн турш эрдэмтдийн сонирхлыг татсаар ирсэн. Таны мэдэж байгаагаар бага тунгаар цацраг туяа нь бидний эрүүл мэндэд бараг ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй. Гэхдээ энэ нь тодорхой босго хэмжээнээс хэтрээгүй тохиолдолд л аюулгүй байдаг. Манай гаригийн гадаргуу дээрх Ван Аллены бүсээс гадуур цацрагийн түвшин ямар байгааг та мэдэх үү? Ихэвчлэн радон ба торийн тоосонцрын агууламж 1 м3 тутамд 100 Bq-аас хэтрэхгүй байна. RPZ доторэдгээр тоо хамаагүй өндөр байна.
Мэдээж Ван Аллен Лэндийн цацрагийн бүсүүд хүний хувьд маш аюултай. Тэдний биед үзүүлэх нөлөөг олон судлаачид судалсан. ЗХУ-ын эрдэмтэд 1963 онд Британийн нэрт одон орон судлаач Бернард Ловеллд хүнийг сансар огторгуйд цацраг туяанд өртөхөөс хамгаалах арга хэрэгслийг мэдэхгүй гэж хэлжээ. Энэ нь Зөвлөлтийн аппарат хэрэгслийн зузаан ханатай бүрхүүл ч үүнийг даван туулж чадахгүй гэсэн үг юм. Америкийн капсулд ашигласан хамгийн нимгэн металл бараг тугалган цаас шиг сансрын нисэгчдийг хэрхэн хамгаалсан бэ?
НАСА-гийн мэдээлснээр, тус байгууллага урьдчилан таамаглах боломжтой галын дэлбэрэх төлөвгүй үед л сар руу сансрын нисэгчдийг илгээсэн. Энэ нь цацрагийн аюулыг хамгийн бага хэмжээнд хүртэл бууруулах боломжийг олгосон юм. Харин бусад шинжээчид зөвхөн их хэмжээний ялгаралтын огноог урьдчилан таамаглах боломжтой гэж маргадаг.
Ван Аллены бүс ба сар руу нисэх
Зөвлөлтийн сансрын нисгэгч Леонов 1966 онд сансарт ниссэн. Гэсэн хэдий ч тэрээр хэт хүнд хар тугалгатай костюм өмссөн байв. Мөн 3 жилийн дараа АНУ-ын сансрын нисэгчид сарны гадаргуу дээр үсэрч байсан бөгөөд хүнд сансрын хувцас өмсөөгүй нь ойлгомжтой. Магадгүй олон жилийн туршид НАСА-гийн мэргэжилтнүүд сансрын нисгэгчдийг цацраг туяанаас найдвартай хамгаалдаг хэт хөнгөн материалыг олж чадсан болов уу? Сар руу нисэх нь олон асуултыг дагуулсаар байна. Америкчууд түүн дээр буугаагүй гэж үздэг хүмүүсийн гол аргументуудын нэг нь цацрагийн бүс байсан явдал юм.
