Kosmiskā telpa saules sistēmā - īss pārskats

Saule un saules vējš

Kosmosa fizika apraksta lielo TUKŠUMU Saules sistēmā - telpu starp planētām un Sauli. Tomēr tukšums nav pilnīgs, jo saules vējš to piepilda ar jonu un elektronu gāzi sauktu par plazmu. Vienā mūsu elpas vilcienā ir tikpat daudz molekulu cik jonu un elektronu ir 200 km lielā telpā saules vējā.

Saules vējš veidojas saules atmosfērai izsplešoties kosmosā. Saule ir 6 tūkstošus grādu karsta bumba un milzīgās temperatūras dēl lielākā daļa atomu un molekulu saules atmosfērā ir jonizētas (atoms kļūst par jonu un elektronu). Piedevām viļņi, kas izplatās saules atmosfērā, nepārtraukti to karsē un apmēram 2 saules rādiusu attālumā no saules, tās atmosēra jau ir 2 miljoni grādu karsta. Šī karstā atmosfēra, saukta arī par saules vainagu, izplešās prom no saules, tādejādi radot saules vēju. Tas piepilda telpu saules sitēmā ar joniem un elektroniem līdz pat attālumiem, kas ir simt reiz tālāk nekā Zeme atrodas no Saules.

Magnetosfēras

Izrādās, ka spēcīgs magnētiskais lauks, kāds piemēram eksistē apkārt Zemei, ir šķērslis saules vējam (joni un elektroni mijiedarbojās ar magnētisko lauku). Tā rezultātā saules vējš saspiež Zemes magnētisko lauku. Taču saspiestais magnētiskais lauks neļauj saules vējam nokļūt līdz pašai Zemei, un saules vējš aptek Zemi apmēram attālumā, kas ir 10 reizes lielāks nekā Zemes rādiuss (5 reizes tuvāk nekā Mēness). Tādējādi Zemes magnētiskais lauks veido "dobumu" saules vējā. Šo dobumu sauc par Zemes magnetosfēru. Magnetosfēras eksistē arī citām planētām Saules sistēmā (piemēram Jupiteram un Saturnam), taču piemēram Venērai magnetosfēras nav, jo tās magnētiskais lauks ir ļoti vājš.

Kaut arī lielākā daļa no Saules vēja aptek Zemes magnetosfēru, tomēr neliela daļa no Saules vēja un tā enerģijas nonāk Zemes magnetosfērā. Vairāki simti gigavatu eneģijas nonāk no Saules vēja nonāk Zemes magnetosfērā (lai saražotu tikpat daudz elektroenerģijas būtu jādarbina vairāki simti atomreaktoru), taču salīdzinājumam no Saules gaismas Zeme saņem miljards reizes vairāk enerģijas. Arī Zemes magnetosfēra sastāv no plazmas, tās avots ir Saules vējšs un Zemes jonosfēras. Pateicoties enerģijai, kas nokļūst magnetosfērā no Saules vēja, plazma magnetosfērā kustās ar ātrumu desmitiem kilometru sekundē, tā uzkarst līdz miljoniem grādu un ģenerē lielas strāvas.

Starojuma joslas, polārblāzmas, utt.

Ar Saules atmosfēru, Saules vēju un Zemes magnetosfēru ir saistīts daudz dažādu parādību - Saules plankumi, filamenti, Saules izvirdumi, dažādi triecienviļņi, magnētiskās vētras, utt. Šeit pieminēsim vienīgi starojuma joslas un polārblāzmas.

Visām zināmajām magnetosfērām ir arī starojuma joslas. Tie ir magnetosfēras rajoni, kuros magnētiskajā laukā ir satvertas lādētas daļiņas ar lielu enerģiju. Lādētās saļiņas enerģiju iegūst vai nu no plazmas kustības magnetosfērā vai arī no kosmiskā starojuma. Arī Cilvēks ir radījis mākslīgās starojuma joslas veicot atombumbu sprādzienus augstu atmosfērā. Starojuma joslām ir arī liela praktiska ietekme uz civilizāciju. Starojuma joslu lādētās daļiņas var īsalicīgi vai pavisam sabojāt pavadoņus.

Visbeidzot nevar nepieminēt polārblāzmas - pasakainu gaismu spēli, kovar novērot Zemeslodes polārajos rajonos un kas ir rezultāts enerģijas transportam magnetosfērā. Tās veidojas elektroniem ar lielu enerģiju triecoties atmosfēras augšējos slāņos, apmēram simts kilometru augstumā, un ierosinot tur molekulas. Polārblāzmas arī ir novērots citu planētu magnetosfērās.

Kosmiskie lidojumi

Mūsu saules sistēmas kosmiskās telpas izpēte ir cieši saistīta ar mākslīgo Zemes pavadoņu izmantošanu. Tikai maza daļa no visiem pavadoņiem, ko sūta kosmosā, ir domāti kosmosa telpas izpētei (lielākā daļa pavadoņu ir sakaru, televīzijas, militārie un Zemes studēšanas pavadoņi). Uz pavadoņiem parasti atrodas vairāki instrumenti ar kuriem var reģistrēt jonus un elektronus ar dažādām enerģijām, kā arī elektrisko un magnētisko lauku. Bieži tiek arī uzstādītas kameras, lai uzņemtu bildes (piemēram polārblāzmas vai Saules atmosfēras). Bez tam pavadonim jāvar sevi orientēt un noraidīt savākto informāciju uz zemi.

Starp nozīmīgākajiem pavadoņiem var minēt

• pirmos Explorer pavadoņus, kas atklāja starojuma joslas,
• AMPTE, kas radīja mākslīgo komētu kosmosā,
• Ulysses, kas veica saules vēja mērījumus arī virs saules poliem

Kosmosā ir lidojuši sākot no pāris simts gramiem līdz pat desmitiem tonnu smagi pavadoņi. Ir bijuši tādi, kas nekad nav sākuši darboties un ir tādi, kas darbojas jau vairāk kā 20 gadus. Ir bijuši pavadoņi, kuru projektēšanā un veidošanā ir pagājis vairāk kā desmit gadu un ir bijuši tādi, kur pavadoņi uzbūvēti ātrāk par gadu. Mūsdienās pavadoņu radīšana ir pietiekoši "vienkārša", lai to varētu veikt studenti atbilstošās universitātēs.

http://www.iclub.lv/kosmoss/parskats.htm, andris@mpe.mpg.de, pēdējās izmaiņas Mon Sep 25 09:45:08 2000, v.1246, edit