V sevření radiace: Fakta a zajímavosti o Van Allenových radiačních pásech
Van Allenovy nebo též radiační pásy tvoří nedílnou součást zemské magnetosféry. Tyto „kapsy“ nabitých částic, jež intenzivně vyzařují elektromagnetický signál, představují nebezpečí pro přístroje na družicích, telekomunikační systémy i kosmonauty
Radiační pásy obepínají Zemi podél rovníku. Tvoří je nabité částice zachycené magnetickým polem, které naši planetu chrání před jejich proudem přicházejícím od Slunce. Sluneční vítr zmíněné pole deformuje do protáhlého tvaru, s rázovou vlnou na denní straně a s ohonem na straně noční.
Země pod štítem
Některé částice ovšem pronikají do horních vrstev atmosféry nálevkovitými oblastmi, tzv. polárními kaspy. Při interakci s plynným obalem planety pak dochází k excitaci atomů a molekul za vzniku polárních září, jež v oblastech pólů formují tzv. aurorální ovál. Část nabitých částic se zachytí ve Van Allenových pásech a intenzivně tam září především v rádiovém oboru.
V okolí Země se však nabité částice nevyskytují pouze v uvedených pásech, ale rovněž v plazmosféře. Jde o nejvyšší vrstvu atmosféry, jež představuje ohromný mrak relativně chladných nabitých částic. Začíná zhruba 650 km nad povrchem a zasahuje téměř až do vnějšího radiačního pásu.
Částice v pohybu
Nabité částice zůstávají uvězněny ve šroubovicovém pohybu podél magnetických siločar, přičemž putují od severního pólu k jižnímu a zpět. Takto mohou setrvat v radiačním pásu i stovky let, než jsou srážkou s jinou částicí odraženy ven nebo ztratí svou energii.
V polárních oblastech, kde je pole silnější, se odrážejí efektem magnetického zrcadla; některé však tudy pronikají do atmosféry a vytvářejí aurory. K pomalejšímu driftu částic pak dochází kolem planety v rovnoběžkovém směru: Elektrony driftují na východ a protony na západ.
Fakta a zajímavosti
- Radiační dávky ve Van Allenových pásech by byly pro člověka smrtelné, většina kosmických letů se však odehrává pod jejich hranicí. Skrz tak prolétaly jen lodě Apollo při cestě k Měsíci, kritickými oblastmi se ovšem pohybovaly velmi rychle, takže tamní radiace neznamenala pro astronauty vážnější riziko.
- Vnitřní pás tvoří zachycené protony s energiemi od 10 do 100 MeV. Vnější pás obsahuje především ionty a elektrony o energiích pod 10 MeV.
- Četnost částic je ovlivňována sluneční aktivitou, variacemi a poruchami geomagnetického pole, přičemž ve vnějším pásu je asi desetkrát větší než ve vnitřním.
- Vnitřní pás objevil v roce 1958 James Van Allen, a to na základě dat z detektorů kosmického záření na palubě první americké družice Explorer 1, vypuštěné v lednu zmíněného roku.
- Vnější pás se podařilo objevit několik měsíců po tom vnitřním, díky datům z Exploreru 4 a Pioneeru 3, které rovněž odstartovaly v roce 1958.
- Zjištěná radiace pásů byla tak intenzivní, že se astronomové nejprve domnívali, že může jít o záznam nukleárních testů v tehdejším Sovětském svazu.
- Některé částice v pásech se pohybují rychlostí blízkou rychlosti světla, která činí zhruba 300 000 km/s.
- Van Allenovy pásy má každá planeta s magnetosférou. V naší soustavě obepínají nejmohutnější pásy Jupiter, protože ho obklopuje nejsilnější magnetické pole ze všech oběžnic.
- Za průzkumem radiačních pásů vyslala NASA v roce 2012 dvojici sond Van Allen Probes. Velmi odolné družice zvládaly práci v náročném prostředí sedm let a poskytly vědcům množství cenných informací.
