Van Allena jostas pulsē no saules daļiņām. Attēla kredīts: NASA / Toms Bridžmans. Noklikšķiniet, lai palielinātu
Saskaņā ar NASA vadītās komandas jauniem pētījumiem “droša zona” radiācijas joslās, kas ieskauj Zemi, pārvietojas augstāk gan augstumā, gan platumā saules aktivitātes maksimuma laikā. Drošā zona piedāvā samazinātu starojuma intensitāti jebkuram potenciālam kosmosa kuģim, kam jālido radiācijas jostas reģionā.
"Šis jaunais pētījums ļauj mums tuvāk saprast, kā pazūd radiācijas jostas sadaļa," sacīja Dr Shing Fung no NASA Goddard Kosmosa lidojumu centra Greenbelt, Md. Fung. Ģeofizisko pētījumu vēstuļu līnijas versija 22. februāris.
Komanda savus rezultātus pamatoja ar ātrgaitas daļiņu (elektronu), kas satur “Van Allen starojuma jostu”, mērījumiem no Nacionālās okeāna un atmosfēras administrācijas meteoroloģisko kosmosa kuģu, kuri riņķo pa polāriem orbītā, laika posmā no 1978. līdz 1999. gadam. Kad kosmosa kuģis lidoja pēc polārajām orbītām, viņi noteiktā platuma diapazonā atrada mazāk radiācijas jostas daļiņu, norādot uz kosmosa kuģa drošu zonu pārejām. Pētnieki salīdzināja datus, kas ņemti salīdzinoši zemos saules aktivitātes periodos, kurus sauca par saules minimumu, ar datiem no maksimālajiem saules aktivitātes periodiem, ko sauca par saules maksimumu. Viņi pamanīja nobīdi drošās zonas atrašanās vietā pret augstākiem platuma grādiem un līdz ar to arī augstumiem saules maksimuma laikā.
Ja radiācijas jostas būtu redzamas, tās atgādinātu virtulīšu pāri ap Zemi, vienu otra iekšpusē ar Zemi iekšējā virtula “caurumā”. Drošā zona, ko sauc par “slota reģionu”, parādīsies kā sprauga starp iekšējo un ārējo virtuli. Jostas faktiski sastāv no ātrgaitas elektriski lādētām daļiņām (elektroniem un atomu kodoliem), kas ieslodzītas Zemes magnētiskajā laukā.
Zemes magnētisko lauku var attēlot magnētiskā spēka līnijas, kas iziet no Dienvidpolārā reģiona, kosmosā un atpakaļ uz Ziemeļpolārā reģionu. Tā kā starojuma jostas daļiņas ir uzlādētas, to kustību virza magnētiskās spēka līnijas. Ieslodzītās daļiņas atlec starp stabiem, spirālējot ap lauka līnijām.
Šajā reģionā ir ieslodzīti arī ļoti zemas frekvences (VLF) radioviļņi un fona gāze (plazma). Tāpat kā prizma, kas var saliekt gaismas staru, arī plazma var saliekt VLF viļņu izplatīšanās ceļus, liekot viļņiem plūst gar Zemes magnētisko lauku. VLF viļņi attīra drošo zonu, mijiedarbojoties ar radiācijas jostas daļiņām, noņemot nedaudz enerģijas un mainot virzienu. Tas pazemina vietu virs polārajiem reģioniem, kur daļiņas atlec (ko sauc par spoguļa punktu). Galu galā spoguļa punkts kļūst tik zems, ka tas atrodas Zemes atmosfērā. Kad tas notiek, notvertās daļiņas saduras ar atmosfēras daļiņām un tiek zaudētas.
Pēc komandas domām, drošā zona ir izveidota reģionā, kur ir labvēlīgi apstākļi, lai VLF viļņi varētu izdalīt daļiņas. Viņu veiktie pētījumi ir pirmās norādes, ka šī reģiona atrašanās vieta var mainīties līdz ar Saules aktivitātes ciklu. Saule iziet 11 gadu darbības ciklu, sākot no maksimālā līdz minimumam un atkal atpakaļ. Saules maksimuma laikā paaugstināts saules ultravioletais (UV) starojums silda Zemes augšējo atmosfēru - jonosfēru, izraisot tās paplašināšanos. Tas palielina Zemes magnētiskajā laukā ieslodzītās plazmas blīvumu.
Labvēlīgi apstākļi VLF viļņu un daļiņu mijiedarbībai ir atkarīgi no plazmas blīvuma un magnētiskā lauka stipruma īpašās kombinācijas. Lai arī plazmas blīvums parasti samazinās līdz ar augstumu, jonosfēras izplešanās saules maksimuma laikā padara plazmu blīvāku drošās zonas saules minimālajā augstumā un liek drošai zonai labvēlīgu plazmas blīvumu migrēt uz lielāku augstumu. Turklāt magnētiskā lauka stiprums samazinās arī līdz ar augstumu. Lai atrastu labvēlīgu magnētiskā lauka stiprumu drošai zonai lielākos augstumos, vajadzētu migrēt polu virzienā (lielāki platuma grādi), kur magnētiskā lauka līnijas ir koncentrētākas un tādējādi spēcīgākas.
"Šis atklājums palīdz sašaurināt primārā viļņu-daļiņu mijiedarbības reģiona meklēšanu, kas rada drošo zonu," sacīja Fung. "Lai arī neviens zināms kosmosa kuģis tagad plaši neizmanto drošo zonu, mūsu zināšanas varētu palīdzēt plānot un veikt turpmākās misijas, kuras vēlas izmantot šīs zonas priekšrocības."
Pēc pētnieku domām, viņu atklāšanu ļāva izveidot jauns datu atlases un izguves rīks, ko izstrādāja komanda un kuru sauc par magnētosfēras stāvokļa vaicājumu sistēmu. Pētījumu finansēja NASA un Nacionālā pētījumu padome. Komandā ietilpst Fung, Dr. Xi Shao (Nacionālā pētījumu padome, Vašingtona) un Dr. Lun C. Tan (QSS Group, Inc., Lanham, Md.).
Oriģinālais avots: NASA ziņu izlaidums
