حزام فان آلن الإشعاعي

حزام فان ألن الشعاعي هو طارة طاقية من جسيمات المشحونة (بلازما) حول الأرض والذي يثبت في موقعه بسبب قوة الحقل المغناطيسي الأرضي. ولا يتوزع هذا الحزام بشكل متناظر حول الأرض، ففي اتجاه الشمس ينضغط بسبب تأثير الرياح الشمسية، بينما في الطرف المقابل يتمدد إلى ثلاث اضعاف قطر الأرض. وهذا ينشأ فجوة تدعى فجوة شامبان فيرارو. ينقسم الحزام إلى قسمين القسم الأول هو القسم الخارجي حيث تتواجد فيه إلكترونات مشحونة نشطة والجزء الداخلي يحتوي على الإلكترونات والبروتونات كما يحتوي الحزام على أنواع أخرى من النكلونات مثل جسيمات ألفا. يرتبط حزام فان ألن بظاهرة الشفق القطبي بحيث تضرب الجسيمات المشحونة الجزء العلوي من الغلاف الجوي ويحتوي الحزام على المادة المضادة حيث يدرس العلماء إمكانية الحصول عليها بواسطة مجارف مغناطيسية .

حزام فان آلن الإشعاعي.

الحزام الخارجي

يمتد الحزام الخارجي فوق الأرض من 1,000 إلى 60,000 كم فوق سطح الأرض. أما أكثر المناطق شدة في الحقل فتكون على ارتفاع من 4 إلى 5 من قطر الأرض. يتشكل الإشعاع الخارجي للإلكترونات من انتشار الأشعة الداخلة[1][2] إضافة إلى التسارع المحلي [3] بسبب الطاقة الناتجة من نموذج ويستلر لإشعة البلازما إلى أشعة الحزام الإلكترونية. ويتم إزالة الإلكترونات الحزام بشكل مستمر بسبب الاصطدام مع الجسيمات الغير مشحونة.

كما تمكنت مركبتان لوكالة "ناسا" الأمريكية، ولأول مرة، من تسجيل صوت صادر دائما عن حزم هائلة شعاعية ملتفة حول الأرض. وهذا الصوت صادر عن "حزام فان ألن"،والحزام هو من طرفين ينضغط أحدهما بتأثير الرياح الشمسية، فيما يتمدد الآخر إلى ما يزيد 3 مرات قطر الأرض، فينشأ ما يسميه العلماء "فجوة شامبان فيرارو"، كما تنشط في الطرف المنضغط إلكترونيات تعمل على اصطياد جزيئات من الطاقة هائمة في الفضاء وتضمها إلى الحزام فيتجدد شبابه دائما.

في تلك الفجوة تتواجد أيضا "إلكترونيات قاتلة" تؤثر على عمل الأجهزة السالكة في الفضاء، لذلك تتحاشاها المركبات. ويوم 5 سبتمبر 2012 التقطت المركبتان الصوت الذي درسوه قائلين إنه لحزم مشبعة بالطاقة وقدروا قوته وطبيعته وعرفوا أن الأذن البشرية يمكنها سماعه فيما لو نزع أحد الرواد خوذته عن رأسه وهو يسبح في الفضاء. في 2013, اعلنت ناسا عن اكتشاف مجسات فان الن لطبقة انتقالية ثالثة استمرت على نحو 4 أسابيع قبل أن تدمر بواسطة صدمة موجية كوكبية داخلية من الشمس.[4]

والصوت هو لجزيئات من الطاقة هائمة قرب أعلى الطرف الممتد من "حزام فان ألن" الملتف حول الأرض، وحين يلتقطها بقوة التمغنط فإنها تنصاع وتمضي إليه مطلقة موجات راديوية شبيه بالصفير المتقطع الصادر عن الغواصات عادة.[5]

الآثار المترتبة عن السفر الفضائي

تدخل المركبة الفضائية المسافرة إلى ما وراء المدار الأرضي المنخفض منطقة إشعاعات حزامي فان آلن. وراء الحزامين، تواجه المركبة أخطارا إضافية من الأشعة الكونية وأحداث الجسيم الشمسي [الإنجليزية]. توجد منطقة بين الحزام الداخلي والخارجي طولها 2 إلى 4 نصف قطر الأرض ويُشار إليها أحيانا "بالمنطقة الآمنة".[6][7]

يمكن أن تتضرر الخلايا الشمسية والدارات المتكاملة والمستشعرات بالإشعاعات، وأحيانا يمكن أن تسبب العواصف المغناطيسية الأرضية أضرارا للمكونات الإلكترونية الخاصة بالمركبة الفضائية. جعل تصغير ورقمنة إلكترونيات والدارت المنطقية الخاصة بالأقمار الصناعية هذه الأخيرة أكثر عرضة للإشعاعات، لأن إجمالي الشحنة الكهربائية في هذه الدارات أصبح الآن صغيرا كفاية لمقارنته مع شحنة الأيونات القادمة. يجب تقسية الإلكترونيات الموجودة في الأقمار الصناعية ضد الإشعاعات لتعمل بكفاءة. عادة ما يتم إيقاف تشغيل مستشعرات مرصد هابل الفضائي حين يمر في مناطق شديدة الإشعاع.[8] حين يمر قمر صناعي مدرع بـ 3 ملم من الألمنيوم في مدار بيضاوي (320 على 32190 كلم) عبر الحزامان سوف يتلقى 2500 ريم (25 سيفرت) لكل سنة. (للمقارنة: جرعة 5 سيفرت لكامل الجسم مميتة.) تقريبا جميع الإشعاعات ستُستقبل أثناء المرور بالحزام الداخلي.[9]

المراجع
  1. Elkington, S. R.; Hudson, M. K.; Chan, A. A. (2001). "Enhanced Radial Diffusion of Outer Zone Electrons in an Asymmetric Geomagnetic Field". Spring Meeting 2001. American Geophysical Union. Bibcode:2001AGUSM..SM32C04E. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفون (link)
  2. Shprits, Y. Y.; Thorne, R. M. (2004). "Time dependent radial diffusion modeling of relativistic electrons with realistic loss rates". Geophysical Research Letters. 31 (8): L08805. doi:10.1029/2004GL019591. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفون (link)
  3. Horne, Richard B.; Thorne, Richard M.; et al. (2005). "Wave acceleration of electrons in the Van Allen radiation belts". Nature. 437 (7056): 227–230. doi:10.1038/nature03939. PMID 16148927. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة); Explicit use of et al. in: |مؤلف= (مساعدة)صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفون (link)
  4. موقع سينس ديلي ♙ نسخة محفوظة 18 نوفمبر 2016 على موقع واي باك مشين.
  5. تسجيل "صوت الأرض" لأول مرة.. كأنه صفير وتحذير نسخة محفوظة 19 ديسمبر 2017 على موقع واي باك مشين.
  6. "Earth's Radiation Belts with Safe Zone Orbit". NASA/GSFC. مؤرشف من الأصل في 25 سبتمبر 2020. اطلع عليه بتاريخ 27 أبريل 2009. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  7. Weintraub, Rachel A. (December 15, 2004). "Earth's Safe Zone Became Hot Zone During Legendary Solar Storms". NASA/GSFC. مؤرشف من الأصل في 14 أغسطس 2020. اطلع عليه بتاريخ 27 أبريل 2009. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  8. Weaver, Donna (July 18, 1996). "Hubble Achieves Milestone: 100,000th Exposure" (Press release). Baltimore, MD: معهد مراصد علوم الفضاء. STScI-1996-25. مؤرشف من الأصل في 25 يونيو 2016. اطلع عليه بتاريخ 25 يناير 2009. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  9. Ptak, Andy (1997). "Ask an Astrophysicist". NASA/GSFC. مؤرشف من الأصل في 10 أكتوبر 2014. اطلع عليه بتاريخ 11 يونيو 2006. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
    • بوابة علم الفلك
    • بوابة الفضاء
    • بوابة الفيزياء
    This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.