Pasy radiacji Van Allena

 

Pasy Van Allena to obszary intensywnego promieniowania. Otaczają Ziemię i składają się  z naładowanych cząstek obdarzonych potężną energią – przede wszystkim elektronów i protonów schwytanych przez ziemskie pole magnetyczne, w którym poruszają się one po trajektoriach zbliżonych do spiralnych. Zostały one odkryte w 1958 roku przez amerykańskiego astronoma Jamesa Alfreda Van Allena za pomocą detektora promieniowania, który umieszczono na pokładzie sztucznego satelity Ziemi o nazwie Explorer 1. Zaznaczmy, że wewnętrzny pas Van Allena rozciąga się od wysokości 1 000 do 5 000 km nad równikiem ziemskim, natomiast pas zewnętrzny od 15 000 do 25 000 nad równikiem. Pasy Van Allena pełnią funkcję ochronną dla Ziemi przed rozpędzonymi cząstkami (promieniowaniem kosmicznym).

 

W 2012 roku dokonano niezwykle interesującego zjawiska. Otóż właśnie przed trzema laty wysłano dwie sondy kosmiczne (Van Allen Probes), których zadaniem było dokładniejsze zbadanie procesów zachodzących w pasach Van Allena. Wyniki badań zadziwiły naukowców. Oprócz zarejestrowania kolejnego pasa radiacyjnego dowiedziano się, że wysokoenergetyczne elektrony wcale nie docierają do górnych warstw atmosfery Ziemi. Badania wykazały, że zatrzymują się one 11 000 km od naszej planety. Oznacza to, że wokół Niebieskiej Planety istnieje niewidzialne pole blokujące elektrony. Jak przyznał profesor Daniel Baker, szef Laboratorium Fizyki Kosmicznej i Atmosfery Uniwersytetu Colorado Boulder: „To prawie jakby te elektrony wpadały na szklaną ścianę. Przypomina to pole siłowe znane ze „Star Treka”, które zatrzymuje wrogie ataki”. Dlaczego podobny proces zachodzi? Dokładnie nie wiadomo. Prawdopodobnie spowodowane jest to efektem zjawisk mających miejsce w plazmosferze, czyli obszaru wewnątrz magnetosfery, która znajduje się wokół danego ciała niebieskiego. W Układzie Słonecznym w magnetosferę wyposażone są: Ziemia, Słońce, Jowisz, Saturn, Uran, Neptun, Merkury, a także księżyc Jowisza – Ganimedes.

 

Pasy Van Allena i podróże na Księżyc

 

Jak mogliśmy się przekonać, znaczenie Pasów Van Allena jest korzystne dla kuli ziemskiej, jednak zupełnie odwrotnie ma się sprawa w przypadku podróży międzygwiezdnych. Wysokie promieniowanie jest niezwykle niebezpieczne dla astronautów i może zakończyć się nawet śmiercią. Zniszczeniu mogą też ulec urządzenia pokładowe. Natężenie w Pasach Van Allena jest zmienne. Jednak, co 11 lat, kiedy tzw. Cykl Aktywności Słonecznej osiąga swoje maksimum, promieniowanie w pasach jest największe. Z takim właśnie zjawiskiem mieliśmy do czynienia np. w latach 1969 i 1970 i był to najgorszy okres dla misji kosmicznych. Co ciekawsze, Amerykanie prowadzili wówczas serię lotów kosmicznych z udziałem załogi, których celem było lądowanie na Księżycu. Oficjalnie przyjmuje się, że misja Apollo zrealizowana została w 1969 roku, ale w rzeczywistości wciąż kontynuowana była do roku 1972. Oddziaływanie promieniowania w Pasie Van Allena stawia jednak ogromny znak zapytania w kwestii autentyczności misji księżycowych. Pewnie dla wielu ludzi moje stwierdzenie może wydać się teorią spiskową, jednak po głębszej analizie danych nie ma podstaw, aby tak sądzić. W 1962 roku Amerykanie próbując stworzyć sztuczny „kanał” w Pasie Van Allena jeszcze bardziej skomplikowali sobie sprawę. Operacja znana pod nazwą Starfish Prime polegała na wysadzeniu megatonowej bomby nuklearnej. Niestety, zamiast wyrwy powstał jeszcze jeden, trzeci Pas radiacji, o intensywności promieniowania 100 razy większej od pasów naturalnego pochodzenia. Jakim cudem astronauci mogli wytrzymać tak ogromną dawkę promieniowania, przebywając w jego zasięgu przez cztery godziny?

 

Kombinezony i statek

 

W celu ochrony ciała przed wysokim promieniowaniem wymagana jest solidna ochrona. Możemy to zaobserwować podczas wykonywania prześwietlenia rentgenowskiego. W takich sytuacjach pacjent wyposażony zostaje w gruby kaftan, chroniący części ciała, które są niepotrzebne na zdjęciu, a lekarz opuszcza w tym czasie pomieszczenie. Gdy mówimy o astronautach przebywających w zasięgu promieniowania, zabezpieczenie musi być nieporównywalnie bardziej zaawansowane. Dla przykładu, w sierpniu 1972 roku pomiędzy misją Apollo 16 i 17 pojedynczy rozbłysk mógł dostarczyć śmiertelną dawkę 960 REM. Pomimo ogromnego zagrożenia, wszyscy astronauci Apollo odbywali podróż w cienkich lnianych kombinezonach! Mimo iż stanowiły one obronę przed mikrometeorytami i zapobiegały wysokim temperaturom, nie dawały żadnej ochrony przed promieniowaniem. Wysoki poziom promieniowania oprócz przestrzeni kosmicznej występuje również na powierzchni Księżyca. W 1959 Rosjanie odkryli, że promieniowanie Księżycowe wymaga od astronautów, aby ubrani byli w ołowiane pancerze o grubości powyżej 1 metra. NASA jednak odrzuciła te spostrzeżenia. Dlaczego? Promieniowanie powinno też bardzo oddziaływać na filmy, na których zarejestrowano zdjęcia z Księżyca. Fizyk Dr David Groves wykonując testy radiacyjne, odkrył, że najniższy poziom radiacji (25 REM) zaaplikowany wobec fragmentu filmu, po wywołaniu sprawił, że był on w większości zamazany. Czy nie jest to ewidentnym dowodem na to, że NASA sfałszowała lądowanie na Księżycu, nagrywając poszczególne sceny np. w Hollywood?

 

Misja na Marsa niemożliwa?

 

Ostatnio wiele mówiło się na temat załogowej misji na Marsa. Uwzględniając jednak negatywne oddziaływanie promieniowania pochodzącego z Pasów Van Allena, ambitny plan naukowców nie jest możliwy do zrealizowania, przynajmniej jak na razie. Jeden z inżynierów pracujących dla NASA – Kelly Smith opowiada o warunkach, jakie musi spełnić statek kosmiczny Orion oraz o poszczególnych procedurach całego przedsięwzięcia. W swoim komentarzu Kelly mówi na temat nowego systemu ochrony przed wpływem promieniowania (chodzi o ekranowanie), który ma zostać zastosowany w pojeździe. Ktoś mógłby teraz zapytać: „dlaczego nie użyjecie zabezpieczeń z 1969 roku?” Ponieważ jest ono absolutnie niewystarczające!

 

Szokujące było dla mnie usłyszenie następujących słów inżyniera dotyczących Pasa Van Allena: „Musimy rozwiązać te wyzwania (związane z promieniowaniem), zanim wyślemy ludzi przez ten region kosmosu”. Czyżbyście nie uczynili tego 46 lat temu? Doug Millard z londyńskiego Muzeum Nauki powiedział, że Pasy Van Allena można pokonać, jeżeli zrobi się wystarczająco szybko. Dlaczego więc nie zastosować się do słów uczonego? Może po prostu dlatego, że nie sprawdzają one w praktyce. Cała sprawa związana z lądowaniem na Księżycu i możliwością przebywania astronautów przez dłuższy czas w pasach promieniowania jest bardzo ciekawa. Oficjalnie utrzymuje się wersja, według której poziom promieniowania był znany inżynierom NASA, którzy wiedzieli, jak bronić astronautów przed jego wpływem. Kosmonauci radzieccy i amerykańscy powtarzali, że promieniowanie stanowiło bardzo duży problem. Specjaliści twierdzą jednak, że „bardzo duży problem” nie oznacza przeszkody nie do pokonania.

 

Źródła:

1. encyklopedia.pwn.pl/haslo/Van-Allena-pasy;3992232.html

2. 21stcenturywire.com/2015/03/14/video-nasas-orion-engineer-admits-they-cant-get-past-van-allen-radiation-belts/

3. gadzetomania.pl/2291,pas-van-allena-odkryto-niewidzialna-tarcze-ktora-chroni-ziemie-przed-promieniowaniem

4. www.clavius.org/envrad.html

5. http://www.nasa.gov/mission_pages/rbsp/main/index.html

6. http://www.nasa.gov/content/goddard/van-allen-probes-spot-impenetrable-barrier-in-space/

7. Własne archiwum

 

Autor publikuje również na swoim blogu:

lukaszkulak92.wordpress.com