امروز در فضا: انتشار گزارشی از کشف کمربندهای ون آلن

1 مه 1958، کشف کمربندهای تشعشعی قدرتمند ون آلن که زمین را احاطه کرده است، در روزنامه Washington Evening Star ایالات‌متحده منتشر شد.

این مقاله گزارشی را که کاشف آنها، «جیمز ون آلن»، به سمپوزیوم مشترک آکادمی ملی علوم و انجمن فیزیک آمریکا در واشنگتن دی سی ارائه کرده بود، پوشش داد. او از داده‌های کاوشگرهای فضایی اکسپلورر 1 و پایونیر 3 در ناحیه قطب مغناطیسی زمین استفاده کرد تا وجود کمربندهای تشعشعی و غلظت ذرات باردار الکتریکی را آشکار کند.

کاوش فراتر از کمربندهای ون آلن

یکی از بزرگ‌ترین خطرات برای فضانوردانی که به مریخ سفر می‌کنند، غلبه بر قرارگیری در معرض تابش انرژی بالای ناشی از باد خورشیدی، طوفان‌های خورشیدی و پرتوهای کیهانی کهکشانی است که منشأ آنها خارج از منظومه شمسی ما است.

مگنتوسفر زمین، ذرات پرانرژی را به دام می‌اندازد و از زمین در برابر طوفان‌ها و بادهای خورشیدی که دائماً جریان دارند محافظت می‌کند. این تشعشعات می‌تواند به فناوری و همچنین افراد ساکن روی زمین آسیب برساند.

ذرات به دام افتاده‌، دو کمربند تشعشعی را تشکیل می‌دهند که به کمربندهای ون آلن معروف هستند و مانند دونات‌های عظیم زمین را احاطه کرده‌اند. کمربند بیرونی از میلیاردها ذره پرانرژی تشکیل شده‌ است که از خورشید سرچشمه می‌گیرند و کمربند داخلی از برهمکنش پرتوهای کیهانی با جو زمین حاصل می‌شود.

فضانوردان برای رسیدن‌ به فضای بیرونی باید از طریق کمربندهای ون آلن پرواز کنند. بنابراین پرواز سریع در این منطقه برای قرارگیری کمتر در معرض تشعشعات مهم است. وسایل الکترونیکی حساس در داخل ماهواره‌ها و فضاپیماهایی که از طریق کمربندهای ون آلن حرکت می‌کنند نیز باید در برابر تشعشعات محافظت شوند.

کشف در دهه 1950

این کمربندهای تشعشعی که فراتر از مدار پایین زمین قرار دارند، در سال 1958 توسط اخترفیزیکدان جیمز ون آلن کشف شدند. ون آلن دریافت که می‌توان از طریق مناطق ضعیف تابش ون آلن، برای رسیدن به فضای بیرونی مدار زمین پرواز کرد.

آزمایش ون آلن روی اکسپلورر 1 در 31 ژانویه 1958 آغاز شد. این آزمایش پرتو کیهانی بسیار ساده بود که شامل یک شمارشگر گایگر (دستگاهی که تشعشعات را تشخیص می‌دهد) و یک ضبط صوت می‌شد. آزمایش‌های بعدی در سه مأموریت دیگر در سال 1958، اکسپلورر 3، اکسپلورر 4 و پایونیر 3، نشان داد که دو کمربند تشعشعی در اطراف زمین وجود دارد.

مشاهدات برای چندین دهه ادامه داشته‌ است. اما دانش ما در مورد کمربندها هنگامی که کاوشگر ون آلن در سال 2012 به فضا پرتاب شد، بیشتر شد

یک دهه بعد، در سال 1968، مأموریت آپولو 8 ناسا اولین سفینه فضایی سرنشین‌داری بود که فراتر از کمربندهای ون آلن پرواز کرد و به دور ماه چرخید و سپس به زمین بازگشت.

زمانی که ایستگاه فضایی بین‌المللی نیز در سال 2011 تکمیل شد، مدار آن در مدار پایین زمین، سفر به ایستگاه را برای فضانوردان ایمن‌تر کرد.