Starojuma joslas
Kas ir starojuma joslas
Starojuma joslas ir vietas, kur lielas enerģijas (vairāk par 1 Mev) elektroni un protoni ir ilgstoši saistīti planētas magnētiskajā laukā. Elektrons, kura enerģija ir 1 Mev, kustas ar ātrumu tuvu gaismas ātrumam, turpretī protoni kustās ar iespaidīgiem 14 tūsktošiem kilometru sekundē. Gan astronautiem, gan kosmonautiem, uzturēties starojuma joslās bez kārtīgas aizsardzības nav ieteicams. Parasti visi cilvēku lidojumi ap Zemīti notiek zemā augstumā (200-500 km), kas ir šaipus starojuma joslai. Arī pavadoņiem ilgi uzturoties starojuma joslās var rasties dažādas problēmas, un tādēļ orbītas tiek plānotas tā, lai izvairītos no starojuma joslām (izņemot tos pavadoņus, kuriem nav izvēles vai kuru mērķis ir studēt starojumu joslas).
Zemei ir divas, iekšējā un ārējā, starojuma joslas ar dažādiem to cēloņiem. Attēlāstarojuma joslu vieta ir iekrāsota.
Starojuma joslu forma atgādina toroīdu, kas apjosts Zemei
(gluži kā glābšanas riņķis), ar simterijas asi Zemes
magnētiskā lauka dipolārās ass virzienā. Starojuma joslām nevar definēt
striktas robežas. Iekšējā starojuma josla atrodas apmēram pusotra
Zemes rādiusa attālumā un ārējās joslas maksimums atrodas apmēram 4 Zemes rādiusu attālumā.
.
Iekšējā starojuma josla
Iekšējā starojuma josla ir ļoti stabila un laikā praktiski nemainās. Tās cēlonis ir kosmiskais starojums, kas nepārtraukti bombardē Zemes atmosfēru. Triecienu rezultātā tiek radīts liels daudzums dažādu daļiņu, tai skaitā arī brīvi neitroni (kopā ar protoniem tie veido atomu kodolus). Neitroni nav elektriski lādēti un tādēl nemijiedarbojas ar Zemes magnētisko lauku. Taču brīvi neitroni ir radioaktīvi un caurmērā desmit minūtēs tie sabrūk veidojot protonu nu elektronu. Kaut arī lielākā daļa neitronu sabrūk tālu ārpus Zemes magnetosfēras robežām, tomēr niecīga daļiņa sabrūk tuvu Zemei un šie protoni tad arī veido iekšējo starojuma joslu (patreizējais uzskats).
Attēlā redzama Zeme ar magnētiskā lauka līnijām. Vieta, kur atrodas iekšējā starojuma josla, ir iekrāsota. Piedevām var redzēt trajektoriju
Explorer pavadoņiem, kuri pirmie reģistrēja šīs joslas.
Iekšējo starojuma joslu atklāja Van Allens 1958 gadā. Viņš uz pirmā Amerikas Savienoto Valstu mākslīgā pavadoņa Explorer-1 bija uzstādājis Geigera skaitītāju, kas reģistrē katru enerģētisku daļiņu šķērsojošu skaitītāju. Pavadonim lidojot tuvu Zemei, skaitītājs strādāja normāli, taču tas nezin kādēļ pārstāja darboties katru reizi, kad pavadonis attālinājās no Zemes par vairāk kā apmēram 1000 km. Tas notika nevis tādēļ, ka tur nebija starojuma, bet gan tādēļ, ka enerģētisko daļiņu bija tik daudz, ka skaitītājs vairs nespēja tās reģistrēt - pavadonis šķērsoja starojuma joslu.
Starojuma joslas ir radušās arī cilvēka ietekmē. ASV un Padomju Savienība 1958. un 1962. gadā veica kodolbumbu sprādzienus augstu atmosfērā, kā rezultātā enerģētiski joni tika ievadīti Zemes magnētiskajā laukā un veidoja mākslīgās starojuma joslas tuvu iekšējai starojuma joslai
Ārējā starojuma josla
Ārējā starojumu josla veidojas no joniem un elektroniem kas nāk no magnetoastes (magnetosfēras daļa, kas ir vērsta prom no saules). Lielu magnētisko vētru un subvētru laikā joni un elektroni tiek virzīti no magnetoastes Zemes virzienā un vienlaicīgi to enerģija var pieaugt vairākkārt. Vētrām beidzoties elektroni un joni paliek satverti Zemes magnētiskajā laukā un tādejādi veido ārējo starojuma joslu. Ārējā starojumu josla, salīdzinājumā ar iekšējo, aizņem daudz lielāku telpu un laikā nepārtraukti mainās.
Starojuma joslas ap citām planētām
Visas Saules sistēmās lielās planētas (Jupiters, Saturns, Urāns un Neptūns) ir ar spēcīgu magnētisko lauku un patstāvīgām starojuma joslām, kas līdzīgas Zemes ārējai starojuma joslai. Piedevām pavadonis Pioneer 11, lidojot 1979. gadā gar Saturnu, novēroja arī Saturnam iekšējo starojuma joslu. Spēcīgākā starojuma josla ir Jupiteram - pat pavadoņu īslaicīga uzturēšanās tajās var sabojāt elektroniku.
Papildus informācija
http://www.iclub.lv/kosmoss/starojuma_joslas.htm, andris@mpe.mpg.de, pēdējās izmaiņas Mon Sep 25 09:45:06 2000, v.1246, edit