كمر بند ون آلن و تاثيرات آن در سفرهاي
در سال 1958 ميلادي دكتر جيمز ون آلن James Alfred Van Allen ناحيه اي از ذرات پر انرژي را تا فاصله 40000 كيلومتري از زمين كشف نمود كه اين منطقه به افتخار او كمربند ون آلن ناميده شد . كمر بند ون آلن داراي دو قسمت خارجي و دروني ميباشد . قسمت دروني كمربند حاوي ذرات پر انرژي از پروتون ميباشد در حاليه قسمت خارجي آن از هم از ذرات الكترون و هم ذرات پروتون تشكيل شده است .
اين كمربند همواره به عنوان يك خبر بد براي ماهواره ها و فضانوردان شناخته شده است كه در صورت حضور طولاني مدت در اين ناحيه پيامدهاي مرگباري خواهد داشت .
تصوير زير كه ناسا تهيه كرده است دوز تشعشع در نواحي مختلف اين كمر بند را نمايش ميدهد :
ناحيه آبي = 0.0001 راد در ثانيه ( واحد دوز جذب )
ناحيه سبز = 0.001 راد بر ثانيه
ناحيه زرد =0.005 راد بر ثانيه
ناحيه نارنجي = 0.01 راد در ثانيه
ناحيه قرمز = 0.05 راد در ثانيه
شماره هايي كه در طول محور افقي تصوير درج شده فاصله از زمين را ضربدر شعاع زمين ميدهد . 1Re = 6378 km . منطقه دروني ون آلن در اين مقياس در فاصله 1.6Re واقع شده است و ناحيه خارجي اين كمربند در فاصله حدود 4Re قرار دارد .
در فاصله 2.2Re يك شكاف بين اين دو قسمت كمربند وجود دارد . ماهواره هائي مانند سيستم جهت يابي جهاني GPS در اين مدار قرار دارند كه حداقل تاثيرات تابشي را دارد .ايستگاه فضايي بين المللي در اين مقياس بسيار نزديك به لبه ناحيه آبي در تصوير فوق در مدار قرار دارد به عبارتي اين ايستگاه زير كمر بند قرار داده شده است .
فضانوردان برنامه هاي آپولو و فضانوردان برنامه هاي آتي ملاقات از ماه بايد از برخي از نواحي اين كمر بند عبور كنند .(نوار سياه در تصوير). در مقياس تصوير بالا فاصله ماه از زمين 60Re ميباشد .سرعت فضاپيما در طول مسافرت به ماه 25000 كيلومتر در ساعت ميباشد . با استفاده از رابطه زير ميتوان زمان حضور فضانوردان را در نواحي مختلف كمربند مشاهده كرد
ناحيه آبي : دقيقه 1.8Rex(6378km/Re) x (1hour/25000km)x(60minutes/1hour)=27.6
ناحيه زرد : دقيقه 6.1 = 60 ×25000 / (6378×1.4)
ناحيه نارنجي: دقيقه 15.3= 60 ×25000 / (6378×1.0)
ناحيه سبز : دقيقه 3.8 = 60 ×25000 / (6378×0.25)
ناحيه قرمز : دقيقه 0
---------------------------------------------------------------------------------------------
جمع زمان عبور : 52.8 دقيقه
بر اساس دوز تشعشع بر حسب راد در ثانيه در هر ناحيه ، فضانوردان مقدار زير را دريافت خواهند كرد :
ناحيه آبي : راد 0.17 = ( 0.0001 راد بر ثانيه ) ×(1 دقيقه / 60 ثانيه ) ×27.6 دقيقه
ناحيه زرد : راد 1.83 = ( 0.005 راد بر ثانيه ) ×(1 دقيقه / 60 ثانيه ) ×6.1 دقيقه
ناحيه نارنجي : راد 9.18 = ( 0.01 راد بر ثانيه ) ×(1 دقيقه / 60 ثانيه ) ×15.3 دقيقه
ناحيه سبز : راد 0.23 = ( 0.001 راد بر ثانيه ) ×(1 دقيقه / 60 ثانيه ) ×3.8 دقيقه
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
جمع ميزان تابش در زمان عبور از كمربند : راد 11.4 = 0.23+9.18+1.83+0.17
آژانس بهداشت و ايمني حرفه اي آمريكا مقدار مضر و مرگبار پرتو را 300 راد در ساعت اعلام كرده است . بر اساس اين محاسبه مقدار كل جذب تشعشع در اين سفر 11.4 راد در 52.8 دقيقه است يا 11.4 راد در 0.88 ساعت يا به عبارتي ديگر 13 راد در يك ساعت كه به مراتب پائينتر از مقدار خطر آفرين ميباشد .
البته مقدار 13 راد بر ساعت براي حالتي است كه فضانوردان در فضا و در معرض مستقيم ذرات باشند و در داخل فضاپيما كه با پوششهاي مناسب عايق بندي شده است اين مقدار بسيار پائينتر و كاملا بي خطر خواهد بود . بر اساس آزمايش پرتو سنجي از فضانوردان ماموريتهاي آپولو ، كل مقدار جذب ذرات طي سفر رفت و برگشت در 6 روز فقط 2 راد بوده است .
منبع : [External Link Removed for Guests]