Smrtící Van Allenovy pásy zkoumá dvojice sond

1. září 2012 | 06.01 |

V okolí Země se nacházejí rozsáhlé oblasti tvořené nabitými částicemi (protony, ionty, elektrony) zachycenými magnetickým polem Země. Částice v těchto prstencových pásech vydávají nebezpečné pronikavé záření, které by mohlo být osudným jak posádkám kosmických lodí, tak také vlastní kosmické technice. Ve čtvrtek 30. 8. 2012 se proto přes velkou nepřízeň počasí a hrozícímu hurikánu Isaac podařilo z floridského mysu Canaveral odstartovat raketě Atlas V-401 s dvojicí sond RBSP (The Radiation Belt Storm Probes). Po dobu dvou let bude dvojice těchto družic za 686 milionů dolarů odolávat účinkům radiačních pásů. Ze své nebezpečné oběžné dráhy mají družice studovat pohyb nabitých částic a jejich  reakce s částicemi vycházejícími ze Slunce. Vědci  z NASA věří, že se i díky získaným poznatkům podaří zlepšit předpovědi "vesmírného počasí".

Van Allenovy pásy jsou nazvány podle objevitele vnitřního pásu, profesora Univerzity v Iowě Jamese van Allena, který objevil vnitřní z obou pásů na základě měření amerických družic Explorer 1 a 2. Vnitřní radiační pás tvoří zhuštění částic ve výšce asi 3 000 km, což je okolo 0,1 až 1,5 zemských poloměrů. Ve vnitřním pásu převládají energetické protony s velkou energií. Nejenergičtější elektrony s energiemi od 10 MeV až do 100 MeV se nazývají zabijácké elektrony. Nachází se zde také antiprotony než během několika minut až hodin anihilují.

Druhý, vnější pás, objevil Věrnov a jeho spolupracovníci na základě údajů ze sovětské sondy Luna 1. Nachází se ve výšce 2 až 10 zemských poloměrů s maximální intenzitou ve výšce zhruba 15 000 km a tvoří jej méně energetické elektrony s energiemi od 1 keV po 1 MeV.

Vzdálenost van Allenových pásů od zemského povrchu se liší v závislosti na zeměpisné šířce. Nejmenší je v blízkosti zemských pólů. Zahušťující se indukční čáry zemského magnetického pole vyvolávají efekt magnetického zrcadla a tak jimi většina nabitých částic nemůže proniknout až k pólu. Částice se proto odrážejí zpět a spirálovitým pohybem podél své indukční čáry směřují k druhému magnetickému pólu, odkud se podobným způsobem odrazí. Tak jsou částice v radiačním pásu dlouhodobě uvězněné a jejich nejvyšší koncentrace se nachází nad rovníkem. Pokud mají částice vhodný úhel letu vzhledem k indukčním čarám siločarám a dostatečné energie, mohou v oblasti pólů proniknout až do atmosféry, kde mohou způsobit polární záři.

To nastává často tehdy, když je na Slunci silnější erupce.

V pásech je tedy velmi silná radiace, a proto představují vysoké nebezpečí pro kosmické lodi a  jejich posádky. Pokud je tedy jimi třeba prolétat, například při cestě na Měsíc, je nutné volit takovou dráhu, aby průlet byl co nejrychlejší.  Například lety programů Apollo a Gemini, které procházely vnějším radiačním pásem, byly vedeny tak, aby minuly oblast s nejvyšší koncentrací částic.

Na nízkých oběžných drahách, kde dříve létaly raketoplány a dnes jen mezinárodní vesmírná stanice ISS (350 km), je radiační dávka hodně závislá na tvaru dráhy a její výšce. V případě malého sklonu dráhy, kdy se stanice nevzdaluje od rovníku, je daleko nižší než na drahách s větším sklonem, kdy se kosmická loď dostává do blízkosti pólů, kde se van Allenovy pásy přibližují k povrchu Země.

Průchod částice kosmického záření biologickou tkání způsobuje poškození buněk a může odstartovat zhoubné rakovinné bujení. Pro samotné snížení ozáření, kterému je kosmonaut vystaven, se jednak využívá jeho absorpce vrstvou materiálu v kosmické lodi či nevystavování kosmonautů jeho účinkům při pobytu mimo kosmickou loď. Proto je sledováno "kosmické počasí" a v případě jeho zhoršení nemohou kosmonauti opouštět kosmickou loď a pracovat v otevřeném vesmírném prostoru.

 Také elektronické přístroje vystavené kosmickému záření mohou být poškozeny buď  postupným zhoršováním materiálu (křehnutí konstrukčních materiálů, snížení účinnosti fotovoltaických článků, zhoršování funkce některých elektronických součástek) nebo defektem vyvolaným jedinou částicí (vymazání buňky paměti nebo zničení mikrosoučástky). Proto je nutné miniaturní polovodičové součástky citlivé na vliv radiace před použitím ve vesmíru testovat na radiační odolnost. Ozařování se provádí tak, aby se celková dávka záření shodovala s dávkou, kterou součástka obdrží za celou předpokládanou dobu jejího pobytu ve vesmíru. 

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 1 (4x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Související články

žádné články nebyly nenalezeny

Komentáře