NASA a descoperit o nouă centură de radiaţii în jurul Pământului

NASA a dezvăluit că misiunea Van Allen Probes a descoperit o a treia centură de radiaţii (necunoscută anterior) în jurul Pământului. Centura pare să fie temporară, fiind influenţată puternic de activitatea solară.

Misiunea Probes face parte din programul geospaţial al NASA, Living with a Star, care explorează procesele fundamentale din interiorul sistemului solar, în special cele care generează efecte spaţiale periculoase în apropiere de Pământ şi fenomene care ar putea afecta explorarea sistemului solar.

În ceva ce ar putea fi, probabil, descris drept un eveniment norocos, oamenii de ştiinţă au pornit instrumente esenţiale de pe sondele gemene la doar trei zile după lansarea de pe Cape Canaveral Air Force Station din Florida, pe 30 august anul trecut.

Această decizie a fost luată pentru a suprapune observaţiile actuale cu cele ale unei alte misiuni, Solar, Anormalous, and Magnetospheric Particle Explorer (SAMPEX) - lansată în 1992 - care urma sa părăsească orbita şi să reintre în atmosfera Pământului.

În practică, acest lucru a însemnat că cercetătorii misiunii NASA au adunat date referitoare la cea de-a treia centură de radiaţii timp de patru săptămâni, înainte ca o undă de şoc solară să o anihileze.

Centurile de radiaţii

Van Allen Probes studiază regiuni extreme şi dinamice ale spaţiului, cunoscute sub numele de centuri de radiaţii Van Allen.

Aceste centuri sunt regiuni critice ale spaţiului pentru societatea modernă. Ele sunt afectate de furtuni solare şi vreme spaţială şi se pot schimba dramatic. Ele pot prezenta pericole pentru sateliţii de comunicaţii, sistemele GPS şi oamenii din spaţiu - după cum vom descrie pe scurt.

Numite după descoperitorul lor, astrofizicianul NASA James Van Allen, aceste inele concentrice în formă de gogoaşă sunt umplute cu particule de mare energie, care se învârt, sar şi se deplasează printr-o regiune aflată la 65.000 de kilometri de la suprafaţa Pământului.

Descoperirea misiunii a fost o premieră când vine vorba de vârsta spaţială. Datele de pe primii sateliţi ai Statelor Unite ale Americii, Explorer 1 şi Explorer 3, au descoperit centura interioară de radiaţii în 1958.

Această centură este compusă în mare parte din protoni de mare energie, situaţi între 600-6.000 de kilometri de suprafaţa Pământului. Aceste particule sunt deosebit de dăunătoare pentru sateliţi şi oamenii aflaţi în spaţiu. Staţia Spaţială Internaţională (ISS) orbitează sub această centură, la 330-410 de kilometri.

A doua centură de radiaţii a fost descoperită tot în 1958, folosind instrumentele concepute şi construite de James Van Allen şi lansate odată cu Pioneer 3 şi Explorer IV.

Această centură mai mare este situată la 10.000 - 65.000 km deasupra suprafeţei Pământului, dar regiunea sa cea mai intensă se află între 14.500 şi 19.000 km deasupra Pământului. A doua centură este mult mai variabilă decât cea interioară. În plus faţă de protoni, aceasta conţine ioni de oxigen şi heliu.

Deci ce ştim despre a treia centură? Această nouă zonă exterioară este compusă în principal din electroni de mare energie şi ioni pozitivi foarte energetici (în cea mai mare parte protoni). După cum s-a raportat recent în revista Science, această centură s-a format pe 2 septembrie anul trecut şi s-a menţinut neschimbată la o înălţime de 20.000-23.000 km, timp de patru săptămâni. Apoi ea a fost perturbată de o undă solară de şoc.

Impactul vremii spaţiale asupra Pământului

Centurile de radiaţii fac parte dintr-un sistem meteorologic spaţial mult mai mare, influenţat de energie şi materie, care erupe de pe suprafaţa soarelui şi umple întregul sistem solar. Pe lângă emiterea unui flux continuu de plasmă numit vânt solar, soarele eliberează periodic miliarde de tone de materie în ejecţii de masă coronală.

Aceşti nori imenşi de materie, atunci când sunt îndreptaţi spre Pământ, pot provoca furtuni magnetice mari în spaţiul din jurul Pământului, magnetosferă şi atmosfera superioară.

Termenul vreme spaţială se referă în general la condiţiile de pe soare, la vântul solar şi la cele din interiorul ionosferei, magnetosferei şi termosferei Pământului, ele putând influenţa performanţa şi fiabilitatea sistemelor tehnologice spaţiale şi terestre şi putând pune în pericol viaţa sau sănătatea oamenilor.

Cele mai multe nave spaţiale de pe orbita Pământului funcţionează parţial sau în totalitate între aceste centuri de radiaţii. În timpul perioadelor cu vreme spaţială intensă, densitatea de particule din aceste centuri creşte, sporind probabilitatea ca instrumentele electronice sensibile ale unei nave să fie lovite de particule încărcate.

Ionii care se lovesc de sateliţi pot afecta senzorii, pot dăuna celulelor solare şi pot perturba legăturile şi alte echipamente. Atunci când condiţiile din centurile de radiaţii devin foarte dure, sateliţii comută de multe ori pe modul de siguranţă pentru a-şi proteja sistemele.

Atunci când particule de mare energie - cele care au suficientă energie pentru a disloca electronii din atomi - se ciocnesc cu ţesutul uman, modifică legăturile chimice dintre moleculele care alcătuiesc celulele ţesutului.

Uneori dauna este prea mare pentru ca celula să îşi mai revină, aceasta ajungând să nu mai funcţioneze corespunzător. Deteriorarea ADN-ului din interiorul celulelor poate duce la cancer - cauzând mutaţii.

În timpul furtunilor geomagnetice, densitatea şi energia crescută a particulelor prinse în centurile de radiaţii înseamnă o şansă mai mare ca un astronaut să fie lovit de o particulă dăunătoare.

Acesta e motivul pentru care ISS a crescut protecţia din jurul cabinelor echipajului şi tot din această cauză NASA monitorizează cu atenţie expunerea fiecărui astronaut la radiaţii de-a lungul carierei lui.

Progresele în tehnologie şi detectare realizate de NASA în această misiune au avut deja un impact aproape imediat asupra ştiinţei şi tehnologiei spaţiale de care depindem cu toţii.

Kevin Orrman-Rossiter nu lucrează pentru, nu oferă consultaţii, nu deţine acţiuni şi nu primeşte fonduri de la nici o companie sau organizaţie care ar putea beneficia de pe urma acestui articol şi nu are nici un fel de afilieri relevante.

Acest articol a fost publicat iniţial în Conversation. Citiţi articolul în original.