Видео запуска ракета-носителя Атлас V с зондами Ван Аллена на борту 30 августа 2012 год
В минувшую пятницу 30 августа спутники Radiation Belt Storm Probes, предназначенные для изучения радиационных поясов Земли, отметили свою первую годовщину пребывания в космическом пространстве. 30 августа 2012 года в 4:05 утра по EDT ракета-носителем Атлас V с пусковой площадки SLC-41 базы ВВС США на мысе Канаверал два спутника-близнеца, позже переименованные в «зонды Ван Аллена», были выведены на орбиту.
Полученные спутниками данные уже привели к нескольким значимым в астрономии открытиям, причем некоторые важные данные были получены уже через несколько дней после того, как специальных двойной космический корабль достиг орбиты Земли. Миссия позволила найти ответ на один из самых древних вопросов о природе и характере поведения радиационных «лент», опоясывающих нашу планету. В частности, в феврале 2013 спутниками RBSP был открыт третий пояс Ван-Аллена, который может появляться на некоторое время порядка нескольких недель.
Исследователи убеждены, что Van Allen Probes откроют ещё ни одну тайну, касательно радиационных явлений вокруг Земли и в Солнечной системе.
Учёный программы для Van Allen Probes Mona Kessel отмечает, что благодаря зондам исследователи имеют возможность получать достоверные данные о радиационных поясах, которые защищают нашу планету от высокоэнергетических заряженных частиц. Kessel также добавила, что учёные невзирая на великолепные результаты исследований, всё ещё надеятся получить ответ на самый главный вопрос, которым она и её команда были обескуражены во время проектирования миссии: каковы основные механизмы потери частиц и ускорения в радиационных поясах Ван Аллена?
Модель радиационных поясов Земли
Радиационные пояса – это две области магнитосферы планеты, по форме похожие на пончики, которые состоят из высокоэнергетических частиц (в основном из протонов и электронов), которые накапливаются и удерживаются в магнитном поле Земли. Внутренний поя Ван Аллена, расположен чуть выше нашей атмосферы, находится на высоте порядка 4 тысяч км и состоит в основном их протонов. Внешний радиационных пояс, представленный преимущественно электронами, находится на высоте примерно 17 тысяч км. Названы эти области магнитосферы планеты в честь американского астрофизика Джеймса Альфреда Ван Аллена. Структура поясов и их свойства на протяжении последних 50 лет не давали покоя исследователям, именно поэтому зонды Van Allen Probes собственно и были разработаны, дабы учёные смогли найти ответы на многие фундаментальные вопросы об этих загадочных областях космического пространства.
Первые успехи миссии Van Allen Probes, проводимой в рамках программы Living With a Star, были получены вскоре после запуска. 1 сентября 2012 года начал функционировать прибор Relativistic Electron Proton Telescope (REPT), который и зафиксировал первые предпосылки к открытию третьего радиационного пояса вокруг Земли. По словам Dan Baker из лаборатории LASP (Laboratory for Atmospheric and Space Physics), функционирующей при University of Colorado, мощное ускорение частиц, окружающих радиационные пояса, происходило и ранее, и учёные предполагали о наличии слабого «ленты» высокоэнергетических частиц между двумя поясами. Однако наблюдая за магнитосферой спустя несколько недель после солнечного шторма, новообразованный пояс рассеялся и учёные расценили такое явление как кратковременный «радиационных эффект». И лишь благодаря зондам-близнецам учёные смогли подтвердить свои предположения и прояснить для себя кратковременность третьего радиационного пояса.
Спустя несколько дней после запуска, 5 сентября 2012 года с помощью прибора EMFISIS (Electric and Magnetic Field Instrument Suite and Integrated Science) команде исследователей удалось получить аудиозапись радиоволн в поясах, которые были известны учёным как «хор Земли». В течении многих десятилетий радиолюбители на Земли неоднократно слышали подобные звуки издалека, но только Radiation Belt Storm Probes удалось сделать запись «звуков космоса». «Хор» — электромагнитное явление, вызываемое волнами плазмы в радиационном поясе Земли. Как подозревают учёные, это явление связано с процессом, который собственно и ускоряет электроны почти до релятивистских скоростей, которые могут вредить космическим аппаратам и астронавтам.
Самый важный фундаментальный вопрос на которые организаторы миссии планируют всё же найти ответ состоит в том, как частицы в радиационных поясах ускоряются почти до релятивистских скоростей: действительно ли это внешняя сила, либо же явление происходит непосредственно в пределах поясов? 25 июля учёные опубликовали данные исследований 2012 года. Которые доказывают существование внутреннего «ускорителя» частиц.
По словам учёного Los Alamos National Laboratory Geoff Reeves, который также является автором научной публикации, у его команды есть реальные доказательства, что изменения происходят непосредственно внутри поясов. Фактически, учёные ориентируются на волны хора, изученные Craig Kletzing и исследователями EMFISIS. Учёные пытаются понять, как хор и другие типы электромагнитных волн влияют на ускорение высокоэнергетических частиц. Как отмечает Reeves, зонды Ван Аллена оснащены всеми необходимыми приборами, чтобы помочь мировой астрономической общественности разобраться с этим загадочным явлением.
