нашето ежедневие протича в електрически неутрална среда масите столовете книгите както и оста
Мисия: Radiation Belt Storm Probes (RBSP)

---

Нашето ежедневие протича в електрически неутрална среда. Масите, столовете, книгите, както и останалите обикновени предмети не притежават електричество и не се привличат от магнити, с някои дребни изключения. Но в космоса нещата се различават съществено. Над защитната атмосфера на нашата планета в междупланетното пространство наелектризираната материя доминира на сцената. В действителност, 99% от Вселената е направена от електрически зареден газ, известен като "плазма".

През миналия век, пионерите изследващи космическото пространство са установили, че два гигантски обръча от това вещество опасват Земята. Те са известни като "радиационни пояси на Ван Алън". Тяхното положение е близо до Земята, ограничени в пространството между сателитите в геостационарна орбита и сателитите в ниска околоземна орбита. Сега нова мисия на НАСА, наречена "Radiation Belt Storm Probes (RBSP)", която се очаква да стартира през август 2012 г., ще подобри нашето разбиране за начина по който плазмата се движи в тези наелектризирани колани, увити около нашата планета.
Увеличаване Артистично представяне на двойката космически кораби RBSP в космоса. Credit: NASA/Goddard Space Flight Center



Радиационните пояси около Земята са открити от един от най-първите космически кораби "Explorer 1", стартирал през 1958 год. Най характерното нещо за тези структури е, че те са пълни както с очарователни за науката така и съвсем практически въпроси. Най важните от които са как да се защитят апаратите и астронавтите които преминават през тях.

Изследванията до момента сочат, че вътрешния радиационен пояс до голяма степен остава стабилен, но външния може да набъбне над 100 или повече пъти и лесно обхваща ордата от комуникационни сателити и изследователски инструменти в орбита около Земята. Разбирането на процеса отговорен за тези промени изисква изучаването на нещото, което кара плазмата да се движи.

Плазмата извършва комплекс от движения. Тя обикновено е поток от заредени частици, движещи се около скелетна структура изградена от невидими магнитни силови линии, които частици от своя страна създават още повече магнитни полета когато се движат. Правилата, които определят тази среда също водят до разбирането на редица събития, които съставляват космическото време. Това най-вече са гигантските експлозии на Слънцето които изпращат потенциално вредни високоенергийни частици към нашата планета.

За да се потвърдят множеството теории разработени през годините, RBSP учените са разработили пакет от инструменти които да предоставят отговор на три основни въпроса: От къде произхожда допълнителната енергия и частици? Какъв е начина по който частиците изчезват, и как поемат по пътя си? Как тези промени оказват влияние върху останалата част от магнитната среда на Земята? В допълнение към широката гама от инструменти, мисията "RBSP" се възползва от два космически кораба с цел по-добро картографиране на пълните пространствени измерения на дадено събитие и как то се променя с течение на времето.

Учените искат да разберат не само произхода на заредените частици, които най-вероятно се захранват от слънчевия вятър, но също трябва да се разбере има ли вероятност те да пристигат и от най-външната атмосфера на Земята - йоносферата. Също така не са известни и механизмите които придават изключителната скорост и енергия на частиците.

Наблюденията сочат, че една силна слънчева буря може да предизвика двата пояса да набъбнат толкова много, че те просто да се слеят. Това би било нещо нормално, ако не съществуваше факта, че други бури на Слънцето не предизвикват внезапно свиване на поясите. Всичко това прави реакцията на тези структури доста непридвидима, когато настъпи слънчева буря. Новата мисия трябва да разбере какво причинява тези различия.

Има две големи теории за това как частиците получават енергия - при радиалните движения или на място. При радиалните движения частиците се движат перпендикулярно на магнитните полета в рамките на поясите от области с нисък магнитен интензитет към районите с по-висок близо до Земята. Законите на физиката повеляват, че при този случай енергията на заредените частици ще нараства. Втората теория постулира, че електромагнитни вълни придават периодична енергия на частиците (подобно на редовно побутване на детска люлка), което последователно повишава тяхната скорост и енергия.

Как частиците напускат поясите, учените отново имат две теории. Може би те пътуват по линиите на магнитното поле към Земята достигайки йоносферата. Там остават като част от магнитна система на Земята с потенциал да се завърнат в радиационните пояси в някакъв момент. Другата теория гласи че тяхното пътуване е еднопосочно, напускайки магнитосферата завинаги те се отправят в междупланетното пространство. Не е изключено окончателният отговор да е комбинация от двете възможности.

За да се потвърдят този широк кръг от потенциални теории - да не говорим за комбинации между тях - инструментите на RBSP ще имат възможността да измерват широк спектър от информация. RBSP също ще измерва поведението на множество различни частици, включително водород, хелий и кислород. Също така ще измерва магнитните и електрическите полета в поясите, които могат да насочват движението на тези частици.

Мисията също ще следи широкия спектър от енергии - от най-студените частици в йоносферата до най-енергичните и съответно най-опасни от тях. Информацията за това как радиационните колани се подуват и се свиват ще спомогне за подобряването на моделите на магнитосферата на Земята като цяло.

Докато най-спешна практическа нужда от изучаване на радиационните колани е да се разберат процесите определящи космическото време в близост до Земята и да се защитят хората и скъпоценната електроника в пространството от геомагнитни бури, има и друга причина учените да се интересуват от тази област. Тези структури са най-близкото място, където може да се изучава плазмата или състоянието на материята което е характерно за цялата Вселена. Разбирането на тази среда, толкова чужда от нашата собствена, е от решаващо значение за разбирането поведението на всяка звезда и галактика в космоса.

Очаква се мисията да стартира на 23-ти август 2012 год. Официален сайт: RBSP
Увеличаване Двата гигантски радиационни пояса на Ван Алън около Земята, заедно със магнитните силови линии на магнитното поле на нашата планета. Credit: NASA/T. Benesch, J. Carns

---

• 3306
• 0
• Jul 19, 2012

---

Коментар