1969年由NASA本家儿导的人类登月打算阿波罗11号当作功将2名宇航员当作功奉上了月球,全人类为此汗青性的时刻兴高采烈,但与此同时,别的一种声音却呈现了。
那时良多人认为探测器分开地球是可能的,可是探测器要想载人分开地球绝无可能,所以登月是造假,因为那时人们已经知道,在地球四周,在大气之外,还有两个巨型“甜甜圈”包裹着地球。
这两个“甜甜圈”里面包含着大量的高能带电粒子,它们所携带的能量足以在短时候内使任何生命接管过量的辐射剂量,造当作永远性的毁伤甚至是灭亡。
这两个“甜甜圈”外形的地带就是我们常说的范艾伦辐射带。
范艾伦辐射带
上图就是两层范艾伦辐射带的外形,一内一外将地球包裹在内,形似两个甜甜圈。它俩的位置远在地球大气层之上。
上图就是地球大气层的分布和规模,此中对流层和平流层中的大气质量就占到了地球总大气量的95%,高度50公里,在往上大气就会变得半斤八两稀薄。
跨越卡门线100公里的规模就到了热当作层,已经属于传统意义上的外太空的,任何航天器跨越这个高度都属于航天的范围。
例如国际空间站轨道大约400公里,哈勃千里镜轨道大约560公里,不外地球的大气越往上越弥散,没有一个真正意义上的遏制点;
但到了1000公里之上,那边属于逸散层,两个空气分子之间的距离可以或许达到数十公里,可以说根基无大气。
而范艾伦辐射带内带的规模在1500到5000公里之间,外带规模在13000~20000公里之间,这个距离远远跨越现实意义上的大气层,就算是在地球轨道上运行的卫星也不会于辐射带有寒暄。
那么范艾伦带是如何形当作的?
从图中不难看出它跟地球的磁场有关。
我们知道地球有磁场,这得益于地球熔融的地核以及自转,使得地球像一个发电机一样。而带电粒子在磁场中活动的时辰就会受到垂直于活动偏向的力,这个力叫洛伦兹力。
起到了对带电粒子偏向偏转的感化,是以地球磁场庇护了地球上的生命,让太阳风中的电子和质子不会大量的轰击地球。
上图就显示了一个质子在冲击地球的时辰所受到的洛伦兹力的偏转感化,而最终这个电子的质子就会沿着磁场线活动,而且被困在地球磁场之内。
大量的这样的带电粒子被困在必然的规模内,就形当作了一个带电粒子密集的辐射带,这就是范艾伦辐射带的来历。
它的甜甜圈外形恰是反映了地球磁场的外形。在内带中这里大部门是带正电的质子,能量高度数百兆电子辐射,速度接近光速;
外带中根基上是带负电的电子,能量高达数兆电子伏特,速度同样与光速难以区分。
辐射带越往边缘带电粒子的密度越低,因为辐射带跟磁场的外形一样,所以它呈现甜甜圈造型,并没有完全包裹住地球,规模在海说神聊纬50度到南纬50度之间。
当太阳风爆发的时辰,地球磁场会被扰动变形,这时困在磁场中的带电离子会溢出进入地球的两极,轰击大气中的氧原子,而且激发它们,当氧原子中的电子落回基态的时辰,就会释放出绿色的激光。
在辐射带内此中高速运行的带电粒子就跟地面上的粒子加快器一样,对任何生命都有很强的辐射,是没有任何生命可以无缺的穿过范艾伦带的。
同时范艾伦带,也会对运行在此中的电子设备,包罗载人飞翔器、卫星造当作粉碎。
所以人类想穿越范艾伦带直接去往月球,去往火星是不实际的。
这也是为何一向以来有人认为NASA载人登月是假的原因。
他们说得没错,人类确实不克不及穿越范艾伦带,可是幸运的是范艾伦带并没有把地球封死。究竟结果它是甜甜圈,并不是球体。只要留一点空地,人类都能偷偷地钻出去。
我们知道辐射对人体味有危险,可是这也是要谈剂量的。而剂量取决于粒子携带的能量、粒子的密度、以及蒙受辐射时候的长短。
在阿波罗使命中,人类分开地球的时辰就是最小化了第二个身分:蒙受的粒子密度,将它尽量降到最低,甚至是绕开范艾伦带。
尤其是范艾伦带的内层,大小规模十分简直定,并且它的笼盖面积很小,完全挡不住人类,唯独是第二层,规模很大(也就是甜甜圈很大),并且规模不是十分简直定,且它的规模还会经常的转变。
可是我们依然可以或许找到粒子密度稀少的处所快速地穿越曩昔,将辐射降到最低。
在阿波罗的使命中,飞船上的辐射计数器得出来的数据显示,宇航员平均辐射剂量是0.38拉德,这大约是两次头部CT扫描的辐射剂量。
所以,在地球之外确实有两个大规模的辐射密集区,那边面如同粒子对撞机一样,任何生命形式都无法保存。
可是幸运的是,它并没有把地球封死,给人类留下走出地球的窗口。
范艾伦带是如何发现的?
上宿世纪初就有物理学家经由过程理论证实了,地球的磁场会捕捉一些带电粒子,形当作一个陷阱把它们困住。
但这个理论在那时无法证实,究竟结果那是人类还没有能力发射火箭。
直到1958年NASA发射的探测器摸索者1号才确实了这个辐射带的存在,而且以带领这个项目标科学家定名,所以叫范艾伦辐射带。
有人会感觉,这个辐射带的存在是不是有啥深意,例如想庇护地球?仍是想困住人类?
其实什么深意也没有,它完满是地球磁场和太阳风粒子彼此感化的成果。既不克不及庇护地球,也不克不及困住人类。只是给人类带来了一些小小的困扰罢了。








