.
Меню сайта
|
Магнитное поле Земли и пояса радиацииМагнитное поле Земли и пояса радиацииКрупнейшим научным результатом, полученным с помощью искусственных спутников Земли, ученые считают открытие околоземных поясов радиации, процесс образования которых тесно связан с магнитным полем Земли и таинственными космическими лучами. Космические лучи образуются в недрах нашей звездной системы — Галактики. Сравнительно небольшое количество их излучается Солнцем. Приходящие на Землю со всех сторон космические лучи почти не доходят до земной поверхности. Встречаясь с атомами газов, входящих в состав земной атмосферы, они разбивают эти атомы и дают начало целому рою вторичных частиц, которые и достигают земной поверхности. Лишь частицы очень больших энергий способны пробить атмосферу, поэтому только их можно фиксировать и изучать непосредственно на Земле. Однако по таким наблюдениям нельзя судить об интенсивности первичных космических лучей, идущих из космоса и не подвергшихся взаимодействию с атмосферой. Среди частиц, имеющихся на высотах до 100 км, лишь ничтожная часть пришла непосредственно из космоса, а большинство (около 99,9%) представляет собой вторичное излучение. Но не только атмосфера защищает нас от космических частиц. На заряженные частицы космических лучей сильное воздействие оказывает магнитное поле Земли. Слабые частицы отклоняются к геомагнитным полюсам. Экваториальных районов достигают только наиболее быстрые частицы. Механизм взаимодействия магнитного поля Земли и заряженных частиц известен давно. Под действием магнитного поля частица начинает двигаться вдоль силовых линий поля, в то же время как бы навиваясь на них. По мере приближения к полюсу силовые линии сгущаются и замедляют движение частицы вплоть до полной остановки ее. После этого начинается такое же движение в обратном направлении. И так снова и снова — заряженная частица попадает в ловушку. В начале космических исследований задача изучения этих «пленников» магнитного поля не ставилась. Но измерения, проведенные советскими и американскими учеными для изучения космических лучей на первых же спутниках, неожиданно показали существование областей с повышенной интенсивностью излучения — счетчики космических лучей отметили резкое возрастание количества частиц высоких энергий. Это позволило предположить, что магнитное поле Земли является как бы ловушкой для вторичных космических лучей. Оно не только отклоняет их, но и удерживает около Земли, накапливает и создает повышенную космическую радиацию. Окончательно подтвердили эти факты и уточнили строение области радиации полеты первой советской космической ракеты «Луна-1» и американской ракеты «Пионер-III». Обе ракеты осуществили вертикальный «разрез» околоземного пространства. Пройдя сквозь весь пояс радиации, который оказался состоящим из двух зон, они позволили провести многочисленные измерения и составить более полное представление о строении этого пояса. Оказалось, что Земля окружена двумя концентрическими поясами радиации, своего рода ореолами, или кольцами. Толще всего эти кольца в плоскости экватора. Внутренний пояс, или зона, начинается с высот порядка 600—1000 км и простирается до 3—4 тыс. км, внешний — с 10 тыс. км, имеет максимум на высоте 20 тыс. км, а его граница кончается в 40—50 тыс. км от Земли. Внутренняя зона состоит из частиц высоких энергий, в основном протонов, а внешняя — из электронов значительно меньших энергий. Кольца зон радиации несимметричны относительно центра Земли, так как центр магнитного поля не совпадает с геометрическим центром Земли. Обязанные своим существованием магнитному полю, пояса радиации даже в мелких деталях повторяют его конфигурацию: магнитные аномалии «подтягивают» к себе нижнюю границу внутренней зоны. В южной части Атлантического океана, между Южной Америкой и южной оконечностью Африки, граница пояса радиации опускается до высоты 300 км. Обнаружение и распределение такого рода «отрогов» поясов радиации очень помогло при определении трасс полета космонавтов — орбиты космических кораблей должны пролегать вне опасных зон. Эти же соображения заставят при межпланетных полетах или быстро «пробивать» пояса радиации, или выходить за их пределы через полярные области. Для изучения природы первичных космических лучей особенно ценны полеты космических ракет к Луне, Марсу, Венере, так как лишь тогда, когда приборы находятся не только вне атмосферы, но и вне магнитного поля Земли, можно определить интенсивность первичных космических лучей, изучить их природу и происхождение.
|
ПОИСК
Block title
|