imported>Lumaca: откат правок 109.107.227.8 (обс.) к версии Alex NB OT

2025-09-19T21:31:45Z

откат правок 109.107.227.8 (обс.) к версии Alex NB OT

Новая страница

[[Файл:Van Allen Belts.ogv|мини|350px|Видеоиллюстрация активности радиационных поясов]]
[[Файл:Van Allen radiation belt ru.svg|мини|350px|Схема внутреннего и внешнего радиационных поясов]]
'''Радиацио́нный по́яс''' — область [[Магнитосфера|магнитосфер]] [[Планета|планет]], в которой накапливаются и удерживаются проникшие в [[Магнитосфера|магнитосферу]] высокоэнергичные заряженные частицы (в основном [[протон]]ы и [[электрон]]ы).

== Радиационный пояс [[Земля (планета)|Земли]] ==
[[Файл:Van_Allen.jpg|мини|350x350px| РПЗ (пояс Ван Аллена)|альт=]]
Другое название (обычно в западной литературе) — «радиационный пояс [[Ван Аллен, Джеймс|Ван Аллена]]» ({{lang-en|Van Allen radiation belt}}).

Внутри магнитосферы, как и в любом дипольном поле, есть области, недоступные для частиц с [[кинетическая энергия|кинетической энергией]] {{math|''E''}}, меньшей критической. Те же частицы с [[энергия|энергией]] {{math|''E'' < ''Е''<sub>кр</sub>}}, которые всё-таки уже там находятся, не могут эти области покинуть. Эти запрещённые области [[магнитосфера|магнитосферы]] называются зонами захвата. В зонах захвата [[Диполь (электродинамика)|дипольного]] (квазидипольного) поля Земли действительно удерживаются значительные потоки захваченных частиц (прежде всего, протонов и электронов).

Радиационный пояс в первом приближении представляет собой [[Тор (поверхность)|тороид]], в котором выделяются две области:
* внутренний радиационный пояс на высоте ≈ 4000 км, состоящий преимущественно из [[протон]]ов с энергией в десятки [[МэВ]];
* внешний радиационный пояс на высоте ≈ 17 000 км, состоящий преимущественно из [[электрон]]ов с энергией в десятки [[кэВ]].

Высота нижней границы радиационного пояса меняется на одной и той же географической [[Широта|широте]] по [[долгота]]м из-за наклона оси [[Магнитное поле Земли|магнитного поля Земли]] к оси [[Суточное вращение Земли|вращения Земли]], а на одной и той же географической долготе она меняется по широтам из-за собственной формы радиационного пояса, обусловленной разной высотой силовых линий магнитного поля Земли. Например, над [[Атлантика|Атлантикой]] возрастание интенсивности излучения начинается на высоте 500 км, а над [[Индонезия|Индонезией]] на высоте 1300 км. Если те же графики построить в зависимости от [[Магнитная индукция|магнитной индукции]], то все измерения уложатся на одну кривую, что ещё раз подтверждает магнитную природу захвата частиц.

Между внутренним и внешним радиационными поясами имеется щель, расположенная в интервале от 2 до 3 [[радиус]]ов Земли. Потоки частиц во внешнем поясе больше, чем во внутреннем. Различен и состав частиц: во внутреннем поясе протоны и электроны, во внешнем — электроны. Применение неэкранированных [[Регистрация ионизирующих излучений|детекторов]] существенно расширило сведения о радиационных поясах. Были обнаружены электроны и протоны с энергией несколько десятков и сотен килоэлектронвольт соответственно. Эти частицы имеют существенно иное пространственное распределение (по сравнению с проникающими).

Максимум интенсивности протонов низких энергий расположен на расстоянии около 3 радиусов Земли
от её центра (приблизительно на высоте 12 500 км от поверхности). Малоэнергичные электроны заполняют всю область захвата. Для них нет разделения на внутренний и внешний пояса. Частицы с энергией десятки кэВ непривычно относить к [[космические лучи|космическим лучам]], однако радиационные пояса представляют собой единое явление и должны изучаться в комплексе с частицами всех энергий.

Поток протонов во внутреннем поясе довольно устойчив во времени. Первые эксперименты показали, что электроны высокой энергии ({{nobr|{{math|''E''}} > 1—5 [[МэВ]]}}) сосредоточены во внешнем поясе. Электроны с энергией меньше {{nobr|1 МэВ}} заполняют почти всю магнитосферу. Внутренний пояс очень стабилен, тогда как внешний испытывает резкие колебания.

=== История открытия ===
Существование радиационного пояса было впервые обнаружено американским учёным [[Ван Аллен, Джеймс|Джеймсом Ван Алленом]] в феврале 1958 года при анализе данных с американского спутника «[[Эксплорер-1]]» и убедительно доказано записью периодически изменяющегося уровня [[Ионизирующее излучение|радиации]] на полном витке орбиты специально модифицированного Ван Алленом для изучения обнаруженного феномена спутника «[[Эксплорер-3]]». Открытие Ван Аллена было озвучено 1 мая 1958 г. и вскоре нашло независимое подтверждение в данных советского «[[Спутник-3|Спутника-3]]». Более поздний повторный анализ данных более раннего советского «[[Спутник-2|Спутника-2]]» показал, что радиационные пояса фиксировались и его оборудованием, предназначенным для анализа солнечной активности, однако странным показаниям солнечного датчика тогда не сумели дать верную интерпретацию. Негативно сказалось на советском приоритете и отсутствие на «Спутниках» записывающего оборудования (на «Спутнике-2» оно не предусматривалось, а на «Спутнике-3» оно сломалось), из-за чего полученные данные оказались отрывочными и не давали цельной картины об изменении радиации с высотой и наличии в [[Космическое пространство|околоземном пространстве]] не просто космической радиации, но характерного «пояса», охватывающего лишь определённые высоты. Однако более разнообразное оборудование «Спутника-3» помогло уточнить «состав» внутреннего пояса. В конце 1958 года анализ данных «[[Пионер-3|Пионера-3]]» и чуть более поздней «[[Луна-1|Луны-1]]» привёл к открытию существования внешнего радиационного пояса, а американские [[Операция Hardtack I|высотные ядерные взрывы]] продемонстрировали, что на радиационные пояса Земли может оказывать влияние человек. Анализ этих данных привёл к постепенному формированию с середины 1959 года современных представлений о существовании двух радиационных поясов вокруг Земли и механизмах их образования.

=== История исследований ===
30 августа 2012 года с космодрома на мысе Канаверал с помощью ракеты Atlas V 410 на высокоэллиптическую [[Орбита|орбиту]] с высотой апогея около 30 тысяч километров были выведены два идентичных зонда [[Van Allen Probes|RBSP]] (''Radiation Belt Storm Probes''), предназначенных для изучения радиационных поясов. Впоследствии они были переименованы в «Зонды Ван Аллена» (''Van Allen Probes''). Два аппарата нужны были для того, чтобы отличить изменения, связанные с переходом из одной области в другую, от изменений, происходящих в самих поясах<ref>[http://ria.ru/science/20120825/730385986.html Запуск зондов RBSP вновь отложен, на этот раз из-за плохой погоды] {{Wayback|url=http://ria.ru/science/20120825/730385986.html |date=20121127051622 }} // РИА Новости, 25.08.2012</ref>. Одним из основных результатов этой миссии было открытие третьего радиационного пояса, появляющегося на короткое время порядка нескольких недель. На октябрь 2019 года оба зонда окончили свою работу, первый — 19 июля, второй — 18 октября.

== Радиационные пояса [[Планета|планет]] ==
[[Файл:Jupiter.Radio.VLAl.jpg|мини|Радиоизображение [[Юпитер (планета)|Юпитера]]: яркие области (белые) — радиоизлучение радиационных поясов]]

Благодаря наличию сильного [[магнитное поле|магнитного поля]] [[планеты-гиганты]] ([[Юпитер (планета)|Юпитер]], [[Сатурн (планета)|Сатурн]], [[Уран (планета)|Уран]] и [[Нептун (планета)|Нептун]]) также обладают сильными радиационными поясами, напоминающими внешний радиационный пояс [[Земля (планета)|Земли]]. Советские и американские космические зонды показали, что Венера, [[Марс]], Меркурий и [[Луна]] радиационных поясов не имеют.

=== История исследований ===
{{нет ссылок в разделе|дата=2017-01-31}}
Радиоизлучение радиационного пояса [[Юпитер (планета)|Юпитера]] впервые было обнаружено в [[1955 год]]у, однако природа излучения тогда оставалась непонятной. Непосредственные измерения в радиационном поясе [[Юпитер (планета)|Юпитера]] впервые были проведены [[космический аппарат|КА]] «[[Пионер-10]]», прошедшим через его наиболее плотную область в [[1973 год]]у.

== Последствия для космических путешествий ==
Космический аппарат, движущийся за пределы [[Низкая околоземная орбита|низкой околоземной орбиты]], попадает в зону действия радиационных поясов. За пределами поясов он сталкивается с дополнительной радиационной опасностью от космических лучей и [[Солнечно-протонный шторм|солнечно-протонных штормов]]. Область между внутренним и внешним радиационными поясами, находящаяся на расстоянии от двух до трёх [[Радиус|радиусов]] Земли, иногда называется «безопасной зоной»<ref>{{cite web
| title=Earth's Radiation Belts with Safe Zone Orbit
| publisher=NASA/GSFC
| url=https://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a000000/a003000/a003052/index.html
| access-date=2009-04-27
| lang=en
| archive-date=2009-11-22
| archive-url=https://web.archive.org/web/20091122144230/http://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a000000/a003000/a003052/index.html
| url-status=live
}}</ref><ref>{{cite web
| first=Rachel A.
| last=Weintraub
| title=Earth's Safe Zone Became Hot Zone During Legendary Solar Storms
| date=2004-12-15
| publisher=NASA/GSFC
| url=http://www.nasa.gov/vision/universe/solarsystem/safe_zone.html
| access-date=2009-04-27
| lang=en
| archive-date=2016-05-07
| archive-url=https://web.archive.org/web/20160507111835/http://www.nasa.gov/vision/universe/solarsystem/safe_zone.html
| url-status=live
}}</ref>.

Радиация может повреждать [[Солнечная батарея|солнечные батареи]], [[Интегральная схема|интегральные схемы]] и [[датчик]]и. Также [[электронные компоненты]] на космических аппаратах иногда повреждаются [[Геомагнитная буря|геомагнитными бурями]]. Для обеспечения надёжной работы на спутниках приходится использовать [[радиационно-стойкая электроника|радиационно стойкую электронику]]. Но даже если электроника не выходит из строя, влияние повышенного уровня радиации на чувствительные датчики приводит к получению неправильных показаний. Из-за этого, в частности, невозможно ведение наблюдений [[Хаббл (телескоп)|орбитальным телескопом Хаббл]] при прохождении через область [[Бразильская магнитная аномалия|Бразильской магнитной аномалии]]<ref>{{cite web
| author=Donna Weaver
| title=Hubble Achieves Milestone: 100,000th Exposure
| date=1996-07-18
| publisher=Space Telescope Science Institute
| location=Baltimore, MD
| url=http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/1996/25/text/
| access-date=2009-01-25
| lang=en
| archive-date=2016-06-25
| archive-url=https://web.archive.org/web/20160625164742/http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/1996/25/text/
| url-status=live
}}</ref>. Спутник, защищённый слоем [[алюминий|алюминия]] толщиной 3 мм, на эллиптической орбите 320×32000 км, проходящей через радиационные пояса, получит около 2500 [[Бэр (единица измерения)|бэр]] (25 [[Зиверт|Зв]]) в год (для сравнения, доза в 5 Зв для всего тела смертельна). При этом почти вся радиация будет получена при прохождении через внутренний пояс<ref>{{cite web
| author=Andy Ptak
| date=1997
| title=Ask an Astrophysicist
| publisher=NASA/GSFC
| url=http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/970228a.html
| access-date=2006-06-11
| lang=en
|archive-url=https://web.archive.org/web/20090322121908/http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/970228a.html
| archive-date=2009-03-22
| url-status=dead
}}</ref>.

Впервые люди пересекли радиационные пояса в ходе полётов по [[Аполлон (космическая программа)|программе Аполлон]]. Это была одна из нескольких опасностей, связанных с радиацией, известных на момент подготовки полётов<ref name=Vernon>{{cite web
| author=J. Vernon Bailey
| title=Radiation Protection and Instrumentation
| url=https://history.nasa.gov/SP-368/s2ch3.htm
| work=Biomedical Results of Apollo
| access-date=2011-06-13
| lang=en
| archive-date=2011-06-04
| archive-url=https://web.archive.org/web/20110604120548/http://history.nasa.gov/SP-368/s2ch3.htm
| url-status=live
}}</ref>. Астронавты получили малые дозы облучения в радиационных поясах из-за небольшого времени пролёта через них. Траектории полёта Аполлонов лежали вне области наиболее интенсивной радиации<ref name="popsci.com">{{cite web
| author=Amy Shira Teitel
| url=http://www.popsci.com/blog-network/vintage-space/apollo-rocketed-through-van-allen-belts
| title=Apollo Rocketed Through the Van Allen Belts
| date=2014-09-19
| publisher=Popular science
| lang=en
| access-date=2019-06-12
| archive-date=2019-06-17
| archive-url=https://web.archive.org/web/20190617210841/https://www.popsci.com/blog-network/vintage-space/apollo-rocketed-through-van-allen-belts/
| url-status=live
}}</ref><ref name=Woods>{{книга
| автор=W. David Woods
| заглавие=How Apollo Flew to the Moon
| год=2008
| издательство=[[Springer Science+Business Media|Springer-Verlag]]
| место=New York
| isbn=978-0-387-71675-6
| страница=109
| url=https://books.google.com/books/about/How_Apollo_Flew_to_the_Moon.html?id=3dKnobYoOEQC&pg=109#v=onepage&q&f=false
| lang=en
}}</ref>.

Основной вклад в облучение астронавтов вносили солнечные частицы в момент нахождения вне магнитного поля Земли. Общая [[поглощённая доза]], полученная астронавтами, менялась от полёта к полёту и составляла от 0,16 до 1,14 [[Рад (единица измерения)|рад]] (от 1,6 до 11,4 [[Зиверт|мЗв]]), что гораздо меньше стандартной дозы в 5 бэр (50 [[Зиверт|мЗв]]) в год, установленной [[Комиссия по атомной энергии США|комиссией по атомной энергии США]] для лиц, работающих с радиацией<ref name=Vernon />.

== См. также ==
* [[Ветерок и Уголёк]]

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
{{refbegin|2}}
* ''Мурзин С. В.'' Введение в физику космических лучей. — М.: [[Атомиздат]], 1979.
* [http://www.kosmofizika.ru/history/npi48.htm Модель космического пространства] : в 3 т. — М.: Изд-во [[МГУ]], 1976.
* ''Вернов С. Н., Вакулов П. В., Логачёв Ю. И.'' Радиационные пояса Земли // Успехи СССР в исследовании космического пространства : сб. — М., 1968. — С. 106.
* Космическая физика : пер. с [[Английский язык|англ.]] — М., 1966.
* ''Тверской Б. А.'' Динамика радиационных поясов Земли, — М., 1968.
* ''Рёдерер Х.'' Динамика радиации, захваченной геомагнитным полем : пер. с англ. — М., 1972.
* ''Хесс В.'' Радиационный пояс и магнитосфера : пер. с англ. — М., 1972.
* ''[[Шабанский, Велиор Петрович|Шабанский В. П.]]'' Явления в околоземном пространстве. — М., 1972.
* ''Гальперин Ю. И., Горн Л. С., Хазанов Б. И.'' Измерение радиации в космосе. — М., 1972.
* {{статья |заглавие=Measurement of SEU and total dose in geostationary orbit under normal and solar flare conditions |издание=IEEE Transactions on Nuclear Science |том=38 |номер=6 |страницы=1686—1692 |oclc=4632198117 |doi=10.1109/23.124163 |bibcode=1991ITNS...38.1686A |язык=en |тип=journal |автор=Adams, L.; Daly, E. J.; Harboe-Sorensen, R.; Holmes-Siedle, A. G.; Ward, A. K.; Bull, R. A. |месяц=12 |год=1991}}
* {{книга |заглавие=Handbook of Radiation Effects'' |издание=2nd |издательство=[[Издательство Оксфордского университета|Oxford University Press]] |место=Oxford; New York |isbn=0-19-850733-X |oclc=47930537 |lccn=2001053096 |язык=en |автор=Holmes-Siedle, Andrew; Adams, Len |год=2002}}
* {{статья |заглавие=Review of modeling of losses and sources of relativistic electrons in the outer radiation belt |издание={{Нп3|Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics}} |том=70 |номер=14 |язык=en |тип=journal |автор=Shprits, Yuri Y.; Elkington, Scott R.; Meredith, Nigel P.; Subbotin, Dmitriy A. |месяц=11 |год=2008}} Part I: Radial transport, pp. 1679—1693, {{doi|10.1016/j.jastp.2008.06.008}}; Part II: Local acceleration and loss, pp. 1694—1713, {{doi|10.1016/j.jastp.2008.06.014}}
{{refend}}

== Ссылки ==
{{Навигация
|Портал = Астрономия
}}
* {{cite web |author=Тёмный В. В. |url=http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/ziv/1993/5/rad-po.html |title=История открытия радиационных поясов Земли: кто же, когда и как? |access-date= |lang=ru }}
* {{cite web |author=Логачёв Ю. И. |url=https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/434793/Radiatsionnye_poyasa_Zemli_otkrytie_i_pervye_issledovaniya |title=Радиационные пояса Земли: открытие и первые исследования |lang=ru|archive-url=https://web.archive.org/web/20190905024808/https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/434793/Radiatsionnye_poyasa_Zemli_otkrytie_i_pervye_issledovaniya|archive-date=2019-09-05|url-status=live}}
* ''А. М. Гальпер''. [http://www.astronet.ru/db/msg/1171214 Радиационный пояс Земли] / СОЖ, Москва, 7 апреля 2001
* [https://web.archive.org/web/20090129093946/http://www.ionization.ru/issue/iss67.htm Радиационные пояса Земли] // НПФ Янтарь /вебархив/
* [https://lenta.ru/news/2023/05/16/belt/ Астрономы США впервые обнаружили радиационные пояса у внесолнечного объекта] // [[Лента.ру]], 16 мая 2023

{{внешние ссылки}}

[[Категория:Радиационный пояс|*]]

Радиационный пояс - История изменений

imported>Lumaca: откат правок 109.107.227.8 (обс.) к версии Alex NB OT