Van Allenin vyöhyke on maapalloa ympäröivä avaruuden säteilyvyöhyke, tai oikeastaan niiden vyöhykkeiden sarja, jonka vaikutus alkaa vähitellen noin kahden sadan kilometrin korkeudesta, pian Maan ilmakehän päättymisen jälkeen. Vaarallisen voimakas säteilyosuus alkaa jo alle tuhannesta kilometristä Maan pinnan yläpuolelta, ja se yltää eri vyöhykkeinä kaikkiaan arviolta noin 65.000 kilometrin korkeuteen. Vyöhykkeen ulkopuolella säteilyn tason kerrotaan laskevan. Pohjois- ja Etelänavan kohdalla vyöhykkeessä on aukko Maan magneettisuudesta johtuen. Kaikkein voimakkaimmillaan ja vaarallisimmillaan vyöhykkeen kerrotan olevan noin 14.500 - 19.000 kilometrin korkeudessa, jolloin lyhytkin altistus tälle säteilylle on hengenvaarallista.
Van Allenin vyöhyke koostuu Maan magneettikentän vangitsemista erilaisista suurenergisistä, sähköisesti varatuista hiukkasista, elektroneista ja protoneista. Kyseisen vyöhykkeen, tai vyöhykkeiden ylilatautuessa, pääasiassa Auringonpurkausten aikaan, niiden hiukkasia sinkoutuu myös Maan ilmakehään aiheuttaen revontulia. Nämä maapalloa ympäröivät säteilyvyöhykkeet havaittiin ensi kerran vuonna 1958 yhdysvaltalaisten satelliittiohjelma "Explorer" tekemien mittausten myötä. Nimensä vyöhyke sai tuolloin sitä tutkineen yhdysvaltalaisen tiedemiehen mukaan.
Van Allenin vyöhyke koostuu Maan magneettikentän vangitsemista erilaisista suurenergisistä, sähköisesti varatuista hiukkasista, elektroneista ja protoneista. Kyseisen vyöhykkeen, tai vyöhykkeiden ylilatautuessa, pääasiassa Auringonpurkausten aikaan, niiden hiukkasia sinkoutuu myös Maan ilmakehään aiheuttaen revontulia. Nämä maapalloa ympäröivät säteilyvyöhykkeet havaittiin ensi kerran vuonna 1958 yhdysvaltalaisten satelliittiohjelma "Explorer" tekemien mittausten myötä. Nimensä vyöhyke sai tuolloin sitä tutkineen yhdysvaltalaisen tiedemiehen mukaan.
Kaikki Yhdysvaltojen ja Neuvostoliiton, sekä muiden maiden toteuttamat miehitetyt avaruuslennot ovat olleet - Apollo -avaruuslentoja lukuunottamatta - kaikki selkeästi Van Allenin vyöhykkeen alapuolella, jossa avaruussäteilyn tasoa ei ole vielä olla pidetty hengenvaarallisena lyhyen altistuksen aikana. Silti, avaruussäteilyn vaikutukset näkyvät astronateilla yleensä voimakkaana pahoinvointina mitä lähemmäksi varsinaista Van Allenin vyöhykettä lähestytään. Tällä vähäisemmän säteilyn alueella, Maan kiertoradalla on toiminut esimerkiksi myös NASAn Space Shuttle -avaruusohjelma, joiden alukset ovat olleet yleisimmin noin 300 kilometrin korkeudessa. Yli 400 kilometrin ei ole menty, ei edes kansainvälisen avaruusaseman (ISS) Maata kiertävällä radalla.
Kuten tunnettua, Yhdysvaltojen lisäksi myös Neuvostoliitolla oli 60-luvulla oma avaruuden tutkimusohjelmansa. Venäläisten avaruusohjelmaan kuului satojen eläimien, kuten koirien lähettäminen avaruuteen säteilyn tutkimiseksi. Erikoista on, että yksikään lähetetyistä eläimistä ei selvinnyt ylemmille kiertoradoille (mukaan lukien kilpikonnat, joiden säteilynsieto on 30-kertainen ihmisiin verrattuna).
Mitä vaaraa tällä maapalloa ympäröivällä säteilyvyöhykkeellä sitten on ihmiselle? Suurin vaara on korkea-energisistä protoneista, jotka kulkevat kaiken tunnetun materian lävitse. Säteily lävistää avaruusalusten lisäksi myös ihmiskehon ja sen on todettu vahingoittavan ja tuhoavan DNA:n rakennetta. Tämä säteily saattaa olla tappavaa jo lyhyelläkin annostuksella ilman toimivaa suojausta. Sen lisäksi säteilyvyöhykkeen on todettu aiheuttavan erilaisia häiriöitä esimerkiksi satelliittiyhteyksissä ja se saattaa tuhota helposti myös kaikenlaisia sähköisiä järjestelmiä. Auringonpurkausten ollessa voimakkaimmillaan avaruussäteilyn haitalliset vaikutukset ulottuvat myös maapallon ilmakehän läpi.
Kuumatkan aikana saatu säteilyannos vaihtelee lähteestä riippuen. Yllättävää tai ei, NASAn lähteissä van Allenin vyöhykkeen vaarat ovat pienimmillään, ja siitä on mahdollista selvitä hengissä. Todellisuudessa se on kuitenkin laskennallisesti minimissäänkin 5 Gy, ja erityisesti van Allenin vyöhykkeiden kohdalla 3.12 Gy/d. Säteilyannos, jonka suuruus on 5-7 Gy johtaa yleensä välilttömään kuolemaan, sekä jo 1 Gy työkyvyn menettämiseen sekä syöpään. Van Allenin vyöhykkeellä alkaa noin 500 km korkeudessa on protoneilla rikastettu kerros, josta ihminen ei ilman suojausta voi selvitä hengissä, sillä siellä annokset ovat satoja röntgeneitä/t, ja jo 1 röngten/t vaurioittaa ihmistä, ja 3 Sv:n säteily tappaa ihmisen. Van Allenin vyöhykkeistä ei voinut selvitä alle 100 Sv annoksella alumiinisella aluksella Apollo-avaruusmatkojen aikana. Apollo-aluksissa kun ei ollut käytännössä mitään todellista säteilysuojausta, jolloin saatu säteilyannos olisi tappanut astronautin välittömästi noin 20 kertaa.
Kuten tunnettua, Yhdysvaltojen lisäksi myös Neuvostoliitolla oli 60-luvulla oma avaruuden tutkimusohjelmansa. Venäläisten avaruusohjelmaan kuului satojen eläimien, kuten koirien lähettäminen avaruuteen säteilyn tutkimiseksi. Erikoista on, että yksikään lähetetyistä eläimistä ei selvinnyt ylemmille kiertoradoille (mukaan lukien kilpikonnat, joiden säteilynsieto on 30-kertainen ihmisiin verrattuna).
Mitä vaaraa tällä maapalloa ympäröivällä säteilyvyöhykkeellä sitten on ihmiselle? Suurin vaara on korkea-energisistä protoneista, jotka kulkevat kaiken tunnetun materian lävitse. Säteily lävistää avaruusalusten lisäksi myös ihmiskehon ja sen on todettu vahingoittavan ja tuhoavan DNA:n rakennetta. Tämä säteily saattaa olla tappavaa jo lyhyelläkin annostuksella ilman toimivaa suojausta. Sen lisäksi säteilyvyöhykkeen on todettu aiheuttavan erilaisia häiriöitä esimerkiksi satelliittiyhteyksissä ja se saattaa tuhota helposti myös kaikenlaisia sähköisiä järjestelmiä. Auringonpurkausten ollessa voimakkaimmillaan avaruussäteilyn haitalliset vaikutukset ulottuvat myös maapallon ilmakehän läpi.
Kuumatkan aikana saatu säteilyannos vaihtelee lähteestä riippuen. Yllättävää tai ei, NASAn lähteissä van Allenin vyöhykkeen vaarat ovat pienimmillään, ja siitä on mahdollista selvitä hengissä. Todellisuudessa se on kuitenkin laskennallisesti minimissäänkin 5 Gy, ja erityisesti van Allenin vyöhykkeiden kohdalla 3.12 Gy/d. Säteilyannos, jonka suuruus on 5-7 Gy johtaa yleensä välilttömään kuolemaan, sekä jo 1 Gy työkyvyn menettämiseen sekä syöpään. Van Allenin vyöhykkeellä alkaa noin 500 km korkeudessa on protoneilla rikastettu kerros, josta ihminen ei ilman suojausta voi selvitä hengissä, sillä siellä annokset ovat satoja röntgeneitä/t, ja jo 1 röngten/t vaurioittaa ihmistä, ja 3 Sv:n säteily tappaa ihmisen. Van Allenin vyöhykkeistä ei voinut selvitä alle 100 Sv annoksella alumiinisella aluksella Apollo-avaruusmatkojen aikana. Apollo-aluksissa kun ei ollut käytännössä mitään todellista säteilysuojausta, jolloin saatu säteilyannos olisi tappanut astronautin välittömästi noin 20 kertaa.
NASAn pitkäaikainen johtaja Daniel Goldin antoi vuonna 1994 seuraavanlaisen lausunnon televisiossa: "Ihmiskuntana emme uskalla mennä maapallon kiertoradan ulkopuolelle ennen kuin löydämme tavan päästä eroon avaruussäteilystä... Emme voi vierailla Kuussa tai Marsissa johtuen tappavasta säteilystä magnetosfäärimme ulkopuolella."
Tämä NASAn johtajan lausunto on mielestäni monessa suhteessa merkittävä. Mitä se käytännössä tarkoittaa?
Ohessa hyvin havainnollistava videolinkki Van Allenin vyöhykkeestä:
http://www.youtube.com/watch?v=Fo7MrkTymTs
Tämä NASAn johtajan lausunto on mielestäni monessa suhteessa merkittävä. Mitä se käytännössä tarkoittaa?
Ohessa hyvin havainnollistava videolinkki Van Allenin vyöhykkeestä:
http://www.youtube.com/watch?v=Fo7MrkTymTs
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti
Huomaa: vain tämän blogin jäsen voi lisätä kommentin.