Исследования, выполненные с помощью искусственных спутников Земли; показали, что наша планета окружена помимо газовой оболочки, слоями заряженных частиц большой энергии, так называемыми радиационными поясами. Открытие радиационных поясов явилось вероятно одним из самых интересных и неожиданных научных событий, связанных с проникновением человека в космос. Между тем образование этих поясов является в сущности естественным следствием наличия магнитного поля Земли и существования потоков частиц, пронизывающих космическое пространство.
Заметим, что малая абсолютная величина напряженности магнитного поля в околоземном пространстве (десятые доли эрстеда) с лихвой компенсируется большой его протяженностью.
На рис. 2 приведены экспериментальные кривые, полученные в ходе подобных измерений на американских спутниках. Как видно из графиков, область стремительного возрастания скорости счета (масштаб по оси ординат — логарифмический!), т. е. граница радиационного пояса, располагается на разных высотах над поверхностью Земли в районе Атлантического и в районе океанов. Это обстоятельство находится в соответствии с отмеченной ранее асимметрией земного магнитного поля.
Последующие эксперименты установили существование еще одной области повышенного счета. Первая область, которую мы называем теперь внутренним радиационным поясом, располагается на расстоянии 1,5R от центра Земли (от 1000 до 4500 км, считая от поверхности Земли). Вторая область имеет более неопределенные меняющиеся со временем очертания, ее середина находится на расстоянии около 3,5R (рис. 3). Внутренний радиационный пояс образован частицами большой энергии (в основном это протоны и электроны); его положение и характеристики сравнительно устойчивы и регулярно воспроизводятся при повторных исследованиях.
Конечно, все сказанное стало бы несравненно более убедительным, если бы помимо астрофизических наблюдений были проделаны прямые эксперименты с искусственным заполнением земной ловушки частицами. С этой целью в августе 1958 г. на высоте около 480 км над поверхностью Земли над южной частью Атлантического океана был осуществлен ядерный взрыв малой мощности. Значительную часть продуктов ядерного деления составляют короткоживущие бета-активные ядра; испытывая распад в зоне ловушки, заряженные продукты ядерных реакций должны быть захвачены магнитным полем Земли. При этом заполнение радиационного пояса вокруг всего земного шара должно произойти за счет дрейфа частиц в неоднородном магнитном поле за короткое время, примерно 2-3 часа.
Радиационный пояс сформировался над всем земным шаром, в соответствии с приведенным выше расчетом, спустя несколько часов после инжекции. Распад пояса растянулся на несколько месяцев; так, космическая ракета <pioneer<>-III>, запущенная в декабре 1958 г., еще обнаружила слабые следы радиации, но ракета <pioneer<>-IV>, запущенная в марте 1959 г., уже не зарегистрировала практически никаких сигналов.
В целом опыт заполнения ловушки искусственно созданными частицами оказался удачным, и тем самым было получено прямое экспериментальное подтверждение факта существования земной магнитной ловушки.
Венера также лишена магнитного поля и радиационных поясов (H ~ 0,003 э). Измерения были выполнены на расстоянии 30000 км от поверхности планеты с помощью космической станции <mariner<>-II> в 1962 г. и полностью подтверждены в 1968 г. при полете и посадке на поверхность Венеры советской космической станции «Венера-III» и облете Венеры американской станцией <mariner<>-V>. Отсутствие магнитного поля вокруг Венеры возможно следует связать с ее очень медленным суточным вращением.
Статья составлена А. Туктагуловым из материалов Л.А. Арцимовича (НПФ Сапфир)ПОЛНОЕ ИЛИ ЧАСТИЧНОЕ ЦИТИРОВАНИЕ ДАННОЙ СТАТЬИ ЗАПРЕЩЕНО