 |
| Van Allenin vyöt muodostuvat kahdesta tai kolmesta kerroksesta. Useimmat satelliitit joutuvat lentämään ainakin osan kierroksesta maapallon ympäri säteilyvöiden alaosassa. Kuva NASA. |
Avaruusajan alussa 1950-luvulla[1] James Van Allen johti tutkimusryhmää,
joka havaitsi maapallo ympäröivät säteilyvyöt. Niitä ryhdyttiin kutsumaan Van
Allenin vöiksi. Vyöhykkeillä on runsaasti sähkövarattuja hiukkasia: elektroneja
ja protoneja. Tästä syystä vyöhykkeet ovat hyvin vaativia paikkoja esimerkiksi
satelliiteille ja jopa miehitetyille avaruuslennoille. Miehitetyt avaruuslennot
Kuuhun kulkivat kuitenkin vöiden läpi hyvin nopeasti, joten miehistön saama
säteilyannos ei kohonnut kovinkaan suureksi.
Van Allenin vyöhykkeet sijaitsevat kahdessa kerroksessa:
ensimmäinen yli 100 MeV protoneista koostuva ulottuu 640–9600 km välille ja
toinen, yli 40 keV elektroneista koostuva 13500–58000 km välille.
Ulomman Van Allenin vyön tiheys kuitenkin vähenee nopeasti
ja siihen pääsee tunkeutumaan aurinkotuulen hiukkasia (protoneja,
heliumatomiytimiä ja happi-ioneja). Näiden kahden vyön lisäksi ajoittain esiintyy
kolmaskin vyöhyke ensimmäisen vyön ja Maan välissä ja se koostuu elektroneista[3],
joka kuitenkin yleensä katoaa hyvin nopeasti.
Van Allenin vöiden uusimmassa tutkimuksessa[2]
paljastui jotakin aikaisemmin tuntematonta. Tutkimuksen mukaan maapallolla
ihmiskunnan käytössä olevat VLF-radioaallot[4] työntävä sisintä Van
Allenin vyötä ulommaksi. VLF-radiotaajuuksien vaikutus näyttää ulottuvan Van
Allenin vyöhön aina 2,8 maapallon säteen etäisyyteen. MIT tutkija Jan Fosterin mukaan voi olla
mahdollista, että emme ole koskaan havainneet Van Allenin vyötä perustilassaan,
sillä VLF-taajuudet otettiin käyttöön jo paljon ennen kuin vyöhykkeet
löydettiin.
VLF-taajuisia radioaaltoja juurikaan synny luonnollisesti,
joten ilmiö on ihmisen aiheuttama (antropogeeninen). Avaruustekniikan kannalta
ilmiö voidaan tulkita myönteiseksi asiaksi, sillä säteilyvyöhykkeiden
siirtyminen ulommaksi maapallosta vähentää satelliittien vaurioitumista
pitkällä aikavälillä.
Huomautukset
[1] Löytö tehtiin vuonna 1958 Explorer 1 ja Explorer
3-sateliiteilla ja jatkotutkimukset tehtiin Explorer 4 ja Pioneer
3-sateliiteilla. Van Allenin vyöt ulottuvat maantieteellisesti noin 65
leveyspiireille.
[2] Tutkijat
T. I. Gombosi (University
of Michigan), D. N. Baker (University
of Colorado), A. Balogh (Imperial College), P. J.
Erickson (MIT
Haystack Observatory), J. D. Huba (Naval Research Laboratory), L. J. Lanzerotti (New Jersey Institute of Technology ja Alcatel Lucent Bell Laboratories) arXiv:1611.03390v3.
Tutkimus on hyvin laaja
ihmisen vaikutuksista lähiavaruuteen ja ilmakehän yläosaan, pelkästään raportti
käsittää 59 sivua ilman viittauksia ja havaittu VLF-radiotaajuuksien vaikutus vain
osa koko tutkimuksesta ja sen tuloksista. Muita tutkimuksen aiheita olivat:
Korkealla ilmakehässä tehtävät ydinräjäytykset, keinotekoinen säteilyvyö,
Elektromagneettinen pulssi, Satelliittien vauriot (säteilyvyössä), Avaruusromu,
Kemialliset päästöt ja HF kuumennus.
[3] Yleensä kolmas, relativistista (lähes valonnopeudella
kulkevista) elektroneista koostuva vyöhyke syntyy voimakkaiden aurinkomyrskyjen
seurauksena siinä vaiheessa kun myrsky aiheuttaa maapallon magneettikenttään
voimakkaan magneettisen myrskyn.
[4] Lyhenne VLF tulee sanoista Very Low Frequency eli
erittäin pitkäaaltoinen radiosäteily, jonka taajuusalue on 3 – 30 kHz vastaten
100 – 10 000 m aallonpituuksia. Näin pitkiä radioaaltoja käytetään monissa
erityistarkoituksissa kuten sukellusveneiden ja maa-asemien väliseen
kommunikointiin. Maailmalla on yli 30 VLF-signaalia lähettävää radioasemaa.
Vuoret tai vuoristot eivät estä näin pitkäaaltoisen
radioaaltojen etenemistä, sillä ne heijastuvat ilmakehässä noin 60 km
korkeudessa olevasta ionisoituneesta kerroksesta (D-kerros). Näin ollen
taajuusalue on erittäin käyttökelpoinen moniin teknisiin tarkoituksiin, joissa
signaalinopeus voi olla alhainen. Puhetta VLF-taajuuksilla ei yleensä lähetetä
(jos se on edes mahdollista).
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti