Keşif Yolu: Erken Theories ve Uluslararası Geofizik Yılı

İlk uydu ionosphere'u parçalayana kadar, bilim insanları Dünya'nın manyetik alanının şarj edici partikülleri geri atabileceğinden şüphelendi. Norveçli fizikçi Kristian Birkeland, elektronların manyetik bir dipol tarafından sınırlı olabileceğini gösteriyor. Daha sonra, İsveç matematikçi Hannes Alfvén, “manyeter aynalar”in manyetik parçalar arasında enerjik parçacıklar geri ve ileri sürüp, onlarca yıldır uykuda olduğunu iddia etti.

Uluslararası Geofizik Yılının şafak (IGY, 1957-1958), 1950'lerin başlarında eşsiz bir bilimsel aciliyet yarattı. Hem de Sovyetler Birliği atmosferin üzerinde araçlara yarıştı. IGY'nin güneş aktivitesine odaklanması, kozmik ışınları ve Dünya'nın magnetizmi, partikül radyasyonu bir öncelik haline getirdi. Suborbital roket uçuşları ilk 1950'lerin başlarında ortaya çıktı.

Explorer 1: İlk Amerikan Uydu ve Saturated Geiger Counter

31 Ocak 1958'de, U.S. uzay aracı William Pickering'in yolundaki Jet Propulsion Laboratory tarafından inşa edilen bilim araçlarıyla birlikte, Cape Canaveral aboard a Jupiter-C roketi tarafından kaldırıldı.

Explorer 1'ın ilk verileri, yaratıcılarını güçlendirdi. Daha düşük yüksekliklerde, karşı kaydedilen kozmik ışın oranlarına ulaştı. Ancak, yaklaşık 1.000 kilometreden fazla yükseklikte, sayının beklenmedik bir şekilde sıfıra düştü. Van Allen ve ekibi, yüksek radyasyonun yoğun bir florasının boğulduğunu söyledi - Geiger tüpün maksimum sayıya ulaştığını ve etkili bir şekilde doyduğuna dair yoğun bir şekilde.

Etkisi doğrulamak için, ekip hızla başlattı:0)Explorer 3), Mart 1958'de gelişmiş bir Geiger sayacı ve daha sonra iletim için veri depolamak için bir kaset kaydı yaptı.

Kemerleri Pinpointing: Explorer 4 ve Öncü 3

1958'de, bir dizi özel görev resmi inceledi.ETHFLT:0)Explorer 4), Temmuz ayında başlatılan, birkaç tane parçacık dedektörleri ve küçük kaset kaydı yaptı. - İçsel bölgeye ayrıntılı olarak haritaladı ve radyasyonun Dünya'ya geri dönmeden önce geniş bir dizi geniş bir boyut kazandırdığını kanıtladı.

Tüm verileri analiz edin, Van Allen ve meslektaşları 1959'da bir dönüm noktası kağıt yayınladılar:0)[Düzücü Allen, J.A., et al., “Observation of High Intensity Radyasyon by Uydus 1958 ve Gamma”), resmi olarak, fiziksel olarak parçacıkların kökenini ve dinamiklerini anlamaya çalışan bir çalışma dalgasıydı.

Kuşların Yapısı ve Kompozisyon

Van Allen kemerleri genellikle iki toroidal bölge kapanmış enerjik partiküller olarak tanımlanır. İç kemer, Dünya'nın yüzeyinden yaklaşık 1000 km'den 6.000 km'ye kadar uzanır, yüksek enerjili protonlar (enerjiler ile birkaç yüz MeV) ve bazı elektronlar, büyük ölçüde dışsal bir elektromanyetik ışınların ve onküresel atmosferin bozulmasıyla sonuçlanan bir işlemdir.

Dış kemer, yaklaşık 13.000 km ila 60.000 km arasında, özellikle birkaç yüz keV'den birkaç MeV'ye kadar değişen enerjilerle ilgili elektronlar ve pozisyon yüksek derecede değişkendir, güneş rüzgarı, gezegenlerarası şoklar ve geomanyetik aktivite ile etkilenebilir.Bu yuvalar bazen, özellikle de güçlü güneş olayları sırasındaki güçlü güneş olaylarıyla dolu olabilir.

2013 yılında Van Allen Probes, uzun süredir devam edebilecek ultrarelativistik elektronlardan oluşan son bir üçüncü kemer, daha önce tahmin edilen iki stabil kemerin karmaşıklığını vurguladı.

Spaceflight ve Human Exploration üzerinde Etkisi

Van Allen kemerlerinin keşfi, son derece pratik sonuçlar elde ettiğinde, Başkan John F. Kennedy, Ay'da 1961'de bir adamın hedefini ilan ettiğinde, NASA mühendisleri, uzayları geçerken karşılaşılan radyasyondan astronotları nasıl koruyacağını anlamalılar. Apollo misyonları, Apollon'nun geçiş sırasında aldığı tüm dozların yıllık limitten daha az olduğu, güvenli sınırların içinde beklenmeyen her zaman sınırdan daha az olduğu bir orta sınıf yörüngeye sahip olduğunu fark etmişti.

On yıllar boyunca, kemerler düşük Dünya yörüngesinde (LEO) ve geostationary orbit (GEO) ile uzay aracı radyasyona karşı sertleşmiştir ve hassas aletler genellikle yörüngede bulunan veya yerleştirilen yörüngede bulunur.

Güneş Aktivitesi ve Uzay Havası

Van Allen kemerleri statik değildir; Güneş'e dinamik olarak tepki verirler (CMEs) ve yüksek hızlı güneş rüzgar akışları her iki ayda da taze enerjik partikülleri enjekte edebilir, 2003'te ciddi bir şekilde artan bir radyasyon yoğunluğuna da karşılık verir.[Dönetici fırtınalar da atmosfere doğru doğru doğrulanmış olan dışsal fırtınalar).

Mart 1991'de en dramatik olaylardan biri, güçlü bir güneş şoku Dünya'nın mıknatısı sıkıştırdığında ve yeni bir elektron kemerini uzun süredir süren kalıcı üçüncü radyasyon katmanı yaratarak, risk değerlendirmelerini geliştirmek için bu kadar geçici özellikler ekledi.TheurFLT:0)Space Air Prediction Center) Uydu operatörleri ve uzay ajansları için uyarıları gerçek zamanlı veriler GOES gibi uyduruyor.

Modern Araştırma: Van Allen Probes Era

2012- 2019 yılları arasında, NASA'nın “0)Van Allen Probes[[Dönetici: 1), (orijinal Radyasyon Kemer Fırtınası Probes) her zaman elde edilen kemerlerin en ayrıntılı ölçümlerini sağladı. ikiz uzay aracı, parçacık toplama, manyetik alan ve dalga verileri toplama:

  • [FONT:0] Hızlandırma mekanizmaları[Dönetici: A kombinasyonu ileri teknoloji ve yerel dalga-parça etkileşimleri (köpek mod dalgaları) enerji elektronları yeniden şarj edilebilir hızlara kadar enerjik olabilir.
  • [FONT:0]Los süreçleri[[[Dönetici: Parçacıklar atmosfere giriş yaparak veya magnetotail'e koğulmuş durumdalar. Hızlanma ve kayıp arasındaki denge, bu kaybın son derece hızlı olabileceğini keşfetti - birkaç dakika içinde - geomanyak fırtınalar.
  • [FONT:0]Dönemli üçüncü kemerin oldukça : 2013 yılında, araştırmalar dört haftadan fazla süredir devam eden, mevcut olan mevcut modelleri daha zorladı ve bu kemer sadece iki istikrarlı bölgeye kuruldu.
  • [FONT:0) ULF ve çok düşük frekans (VLF) dalgalar[Döneticiler[Dönlerdeki elektromanyetik dalgalar hızlar hızlanır ve iki kemerin dinamiklerini yönlendirir. Prodüksiyonlar dalga aralığının test ve teorilerini test etmek için sağlar.

Van Allen Probes'ten gelen veriler, uzay Hava Önüm Merkezi tarafından şimdi çalışan fizik tabanlı modelleri doğrulamak ve geliştirmek için kullanılmıştır. Görev, uzay aracı yeniden Dünya atmosferine girdiğinde 2019'da sona erdi, ancak mirası açık erişim verilerin zenginlikleri ve binlerce bilimsel makaleden daha fazla devam ediyor.

Mevcut ve Future Observatories

Diğer uydular, geosynchronous yörünge için gerçek zamanlı uyarıları sağlamak için parçacık sensörlerini sürdürüyor.(D)Düzgesel Operasyonel Çevre Uyduları (GOES))[Uygunluklar) ile uzaysal olmayan yörüngeler için farklı bir şekilde gözlemler sağlar.(örneğin, Avrupa Uzay Ajansının Cluster[Düzüğün)

Geleceğine Karşı Mücadeleler

Altı on yıl süren çalışmaya rağmen, birçok gizem kalır. Elektronların aşırılıkta çok fazla enerji gerektirdiği kesin mekanizmalar tamamen ölçülmüyor. iç kemerin proton nüfusunun dinamikleri - özellikle şiddetli uzay fırtınaları sırasında - kötü anlaşılmış, ya da daha yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş

Bantlar ayrıca manyetik rezonans, dalga-parça etkileşimleri ve çarpışmaz şoklar da dahil olmak üzere temel plazma fiziği için doğal bir laboratuvar sunmaktadır. Bu süreçler füzyon araştırma ve astrofiziksel hızlar için de benzerdir. Örneğin, kemerlerdeki elektron hızları ve süpernova kalıntılarında meydana gelen.

Keşif of Discovery

James Van Allen'ın keşfi yeni bir bilim alanı başlattı –magnetospheric fizik – ve sonsuza dek Dünya'nın etkisinde Dünya'nın yerini nasıl gördüğümüzü değiştirdik. Bantlar sadece uzay için engeller değil; onlar dinamik, karmaşık ve bilimsel olarak zenginler.

Van Allen kemerlerinin hikayesi insan merakı, teknik ingenuity ve bilgi arayışından biridir - şimdi bildiğimiz radyasyon ortamına başlatılan her yeni uydu ile gelişmeye devam eden bir hikaye.

  • [0]NASA Van Allen Probes Misyonu Sayfa).
  • [0]NASA Explorer 1 Tarih[Dönem:0]
  • [0] Uzay Hava Önleme Merkezi[Dönemli:0]
  • [FONT=0]Van Allen ve al. (1959) inurFLT:1][DDD:2][Dönemli:0][Dönemli: 3)