范艾伦辐射带

范艾伦辐射带物理学术语01简介分布范围形成原因第三个辐射带目录03020405影响研究困惑研究历程目录0706基本信息范艾伦辐射带，指在地球附近的近层宇宙空间中包围着地球的高能粒子辐射带，主要由地磁场中捕获的高达几兆电子伏的电子以及高达几百兆电子伏的质子组成，其中只有很少百分比像O+这样的重粒子。范艾伦辐射带分为内外两层，内外层之间存在范艾伦带缝，缝中辐射很少。范艾伦辐射带将地球包围在中间。范艾伦带内的高能粒子对载人空间飞行器、卫星等都有一定危害，其内外带之间的缝隙则是辐射较少的安全地带。由美国物理学家詹姆斯·范艾伦于1958年发现并以他的名字命名。简介简介范艾伦辐射带，指在地球附近的近层宇宙空间中包围着地球的高能粒子辐射带，主要由地磁场中捕获的高达几兆电子伏的电子以及高达几百兆电子伏的质子组成，其中只有很少百分比像O+这样的重粒子。范艾伦辐射带分为内外两层，内外层之间存在范艾伦带缝，缝中辐射很少。范艾伦辐射带将地球包围在中间。范艾伦带内的高能粒子对载人空间飞行器、卫星等都有一定危害，其内外带之间的缝隙则是辐射较少的安全地带。形成原因形成原因范艾伦带粒子的主要来源是被地球磁场俘获之太阳风粒子，这些带电粒子在范艾伦带两转折点间来回运动。当太阳发生磁暴时，地球磁层受扰动变形，而局限在范艾伦带的高能带电粒子大量洩出，并随磁力线於地球的极区进入大气层，激发空气分子产生美丽的极光。分布范围分布范围目前一般认为范艾伦辐射带的纬度范围是南北纬40°~50°之间；高度范围分两段：内带1500~5000km，外带13000~20000km。

第三个辐射带第三个辐射带太阳表面喷射出一个巨大的日珥2013年，贝克带领一支科研小组利用2012年美国宇航局发射的双胞胎范艾伦探测器发现了介于内层辐射带和外层辐射带之间的第三层、短暂的“存储层”，后者似乎会在空间天气密集期产生和消失。

这一发现有助于科学家了解太阳如何以及何时对地球带来危害。范艾伦辐射带是一个甜甜圈形区域，含有“致命电子”，环绕我们的星球。这一辐射带经常因为太阳风暴和其他空间天气事件膨胀，对卫星通讯、GPS卫星以及宇航员构成严重威胁。科学家一直认为地球周围只有两个范艾伦辐射带，但两个探测器(2012年夏季发射的范艾伦探测器)搭载的仪器发现的粒子显示存在第三个短暂的辐射带。科学家观测到这个第三个辐射带的形成，一共持续了4周时间，最后被来自太阳的一场强烈的行星际冲击波歼灭。第三个范艾伦辐射带的发现带有一定偶然性，因为发现辐射带的仪器——范艾伦探测器搭载的相对论电子质子望远镜(以下简称REPT)打开的时间早于原定计划。

影响影响一般来说，内辐射带里高能质子多，外辐射带里高能电子多。辐射带会对人类身体造成巨大伤害，因此，它是人类进行星际转移的巨大障碍。同时，辐射带也影响哈伯望远镜的观测，因为哈伯处在相当低的轨道，离地仅559公里来运行。因此，当哈伯通过南大西洋上空时必须暂时关闭观测窗口。因为范艾伦辐射带刚好在这里碰触到地球的上层大气，如果开启观测的话，可能会损坏哈伯的观测元件。研究历程研究历程20世纪初，挪威空间物理学家斯托默从理论上证明，范艾伦辐射带在地球周围存在一个带电粒子捕获区（大部分区域处于后来发现的辐射带内）。这条辐射带是1958年美国的第一颗人造卫星探索者1号发现的。由于项目的领导者是爱荷华大学的JamesVanAllen，这条辐射带最终以他的名字命名。在1958年1月31日发射的探索者1号上，VanAllen使用的宇宙射线探测器非常简单——只是一个盖革计数器（一种检测辐射的仪器）和一个磁带存储器。在1958年后续的3次太空任务——探索者3号、探索者4号和先锋3号里，跟进的实验确定了有两条辐射带环绕地球。

范艾伦辐射带的发现衍生出了磁层物理这一全新的研究领域，目前（截止到2010年）全球共有20多个国家的1000多名科学家从事该领域的研究。美国航天局2012年8月9日宣布，该机构将于8月23日发射两个探测器，研究地球上空的辐射带——范艾伦带。这一任务名为“辐射带风暴探测器”，将持续两年。两个探测器将进入椭圆形轨道，研究范艾伦带内的粒子如何产生、它们在太空气候事件中的活动以及促使这些粒子加速的机制。项目科学家、约翰斯·霍普金斯大学教授巴里·毛克表示，地球上空辐射带由太空气候事件导致的剧烈变动具有高度不可预测性，“辐射带风暴探测器”任务的最根本目标是理解辐射带如何形成及演化。研究困惑研究困惑“范艾伦辐射带”最早是由美国宇航局的“探索者一号”飞船发现的。长期以来，科学家对其中的许多谜团感到困惑。其中，内辐射带位于距地1000英里到8000英里的范围，稳定性非常好。然而，位于12000到25000公里的外辐射带变化幅度很大。当太阳风暴期间，外辐射带可以膨胀100多倍，能够吞噬