Van-Allen-Ceinture

Dëse Video weist Ännerungen an der Form an Intensitéit vun engem Van-Allen-Ceinture-Querschnëtt.

D'Van-Allen-Stralungsceinture

D'Van-Allen-Stralungsceinture (genannt nom James Van Allen) ass e Rank (Torus) mat energieräich geluedenen Deelercher, déi duerch dat magnetescht Feld vun der Äerd agefaange ginn. Et gouf ugeholl, datt déi Deelercher meeschtens vum Sonnewand a vun der kosmescher Stralung stamen. Neist Ënnersich vun de Sonden „Van Allen A“ an „Van Allen B“ weisen awer, datt e groussen Deel an der Ceinture selwer entsteet, andeems do Atomer vun elektromagnéitesche Felder quasi zerrappt a sou Elektronen erausgeléist ginn. D'Ceinture besteet haaptsächlech aus zwou Stralungszonen: Déi bannenzeg erstreckt sech an niddrege geographesche Breeten an engem Beräich vu ronn 700 bis 6.000 Kilometer iwwer der Äerduewerfläch a besteet haaptsächlech aus héichenergetesche Protonen. Déi zweet ass op enger Héicht vu ronn 15.000 bis 25.000 Kilometer an huet haaptsächlech Elektronen. Seng Entdeckung ass op den 31. Januar 1958 datéiert.

Déi geluede kosmesch Deelercher ginn an der Van-Allen-Ceinture duerch d'Magnéitfeld vun der Äerd als Folleg vun der Lorentzkraaft ofgelenkt, an an enger sougenannter magnéitescher Fläsch ageschloss a schwéngen sou tëscht de Pole vun der Äerd mat enger Schwéngungsdauer vu ronn enger Sekonn hin an hier.

Nowäis

Wann d'Ceinture iwwerluede gëtt, sträifen d'Partikelen déi iewescht Äerdatmosphär a bréngen déi zum fluoreszéieren, wouduerch d'Polarliicht entsteet. D'Existenz vun enger Stralungsceinture gouf scho virum Weltraumzäitalter ugeholl. Bestätegt gouf d'Theorie den 31. Januar 1958 duerch d'Missioun vum Explorer 1 an duerch d'Missoun Explorer 3, déi vum James Van Allen geleet goufen. Weider Explorer-Missioune konnten d'Deelercher kartéieren.

D'Stralungsceinture (e: Elektronen; p: Protonen)

De Begrëff Van-Allen-Ceinture bezitt sech speziell op d'Stralungsceinture ëm d'Äerd, obschonn och aner Planéiten änlech Ceinturen hunn.

D'Graphik weist d'Verdeelung vun der Deelerchersdicht ronderëm d'Äerd. Héichenergetesch Protonen (iewescht Bild), konzentréiere sech an der bannenzeger Stralungsceinture iwwer 3.000 an 6.000 km vun der Äerduewerfläch. Energieräich Elektronen (ënnen) verstäerken déi bannenzeg a formen déi baussenzeg Stralungsceinture bei ëm 25.000 km Héicht. D'Deelerchersdicht vun den Elektrone mat enger Energie vu méi wéi 0,5 MeV a Protone mat méi wéi 10 MeV läit an der Gréisst vun 10⁶ Deelercher/(cm²•s). D'Ionisatiouns-Stralebelaaschtung duerch Elektronen op elektresch Baudeeler läit bei 0,1 bis 1 krad/h (1 bis 10 Gy/h), duerch Protonen (hanner 1 cm Aluminium-Ofschiermung) zwou Gréisste méi kleng.

Am Kader vum Pamela-Experiment gouf am Joer 2011 nogewisen, datt an der bannenzeger Stralungsceinture vun der Magnéitosphär eng Unheefung vun Antimatière existéiert. Déi detektéiert Antiprotonen entsti méiglecherweis bei der Kollisioun vun héichenergetescher kosmescher Stralung mat der Äerdatmosphär.^, Am Mäerz 2013 gouf eng drëtt, bis elo onbekannt Stralungsceinture, vun den zwou Van-Allen-Sonden entdeckt.

Am September 2012 konnten d'Zwillingssonden Van Allen Probes, nieft den zwou bekannte Stralungsceinturë vun der Äerd, och eng temporär Stralungsceinture noweisen. Déi spléckt sech no neiste Feststellunge vun der baussenzeger Ceinture of. Nodeem d'temporär Stralungsceinture ongeféier e Mount mat konstanter Intensitéit miessbar war, gouf se duerch eng staark Sonneneruptioun ofgeléist. Fuerscher vun der NASA huelen un, datt sou temporär Stralungsceinturë méi dacks virkommen.

Stralebelaaschtung

Energiedosis hanner enger Aluminiumofschiermung vu variabeler Déckt an zirka 38.000 km Héicht.

D'Equivalentdosis vun der Stralung vun den zwou Haaptzonen ass hanner 3 mm déckem Aluminium ënner extremen Ëmstänn bis zu 200 mSv/h (Millisievert pro Stonn) am Käberäich vun der bannenzeger Ceinture a bis zu 50 mSv/h am Kärberäich vun der baussenzeger Ceinture. Als Normwäert gëllen an der ganzer Van-Allen-Ceinture 0,7-1,5 mSv pro Dag (effektiv Dosis), déi Diskrepanz léisst sech zum engen duerch déi verschidde Moossmethoden erklären, zum aneren awer och duerch d'Ofhängegkeet vun der Stralung vun de staarke Schwankunge vun der Sonnenaktivitéit. Doduerch kënnen heiansdo 1000-mol méi héich Wäerter gemooss ginn. Op der Äerd ass d'Stralung vun der bannenzeger Van-Allen-Ceinture am Beräich vun der Südatlantescher Anomalie däitlech z'observéieren.

Zum Vergläich: An Europa ass déi mëttel Stralungsdosis op Miereshéicht ongeféier 2 mSv/a ≈ 0,2 µSv/h.

Bedeitung fir d'Raumfaart

Bemannt Raumfaart

D'Intensitéit vun der Stralung bannenzeg vun der Van-Allen-Ceinture ka raimlech an zäitlech begrenzt gesondheetsgeféierlech Wäerter erreechen. Dofir däerf den Aspekt vum Straleschutz bei bemannte Raumfaartmissiounen am Äerdorbit net vernoléissegt ginn. Wéi grouss d'Belaaschtung fir de mënschlechen Organismus ass, hänkt vun der Sonnenaktivitéit, der Beschaffenheet vum Mantel vum Raumfaargefier, der Trajectoire an der Bunnvitess respektiv der Missiounsdauer of.

Moossinstrumenter

Astronomesch Moossinstrumenter wéi d'Röntgenteleskop Chandra kënnen nëmme baussenzeg vun der Stralungsceinture sënnvoll Daten liwweren a mussen dofir op eng entspriechend héich Ëmlafbunn bruecht ginn.

Kuckt och

Portal Astronomie

Literatur

• Richard B. Horne, (et al.): Wave acceleration of electrons in the Van Allen radiation belts. In: Nature. Band 437, 2005, S. 227-230.
• D. N. Baker, (et al.): An extreeme distortion of the Van Allen belt arising from the 'Hallowe'en' solar storm in 2003. In: Nature. Band 432, 2004, S. 878-881.

Um Spaweck

• Graphik zu der Van-Allen-Ceinturel
• The Van Allen Belt
• Earth's Radiation Belts with Safe Zone Orbit NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio