The Earth's Radiation Belt (ERB), বা ভ্যান অ্যালেন বেল্ট হল আমাদের গ্রহের নিকটতম মহাকাশের অঞ্চল, যা দেখতে একটি বলয়ের মতো, যেখানে ইলেকট্রন এবং প্রোটনের বিশাল প্রবাহ রয়েছে। পৃথিবী তাদের একটি ডাইপোল ম্যাগনেটিক ফিল্ড দিয়ে ধারণ করে।
খোলা হচ্ছে
RPZ 1957-58 সালে আবিষ্কৃত হয়েছিল। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র এবং ইউএসএসআর থেকে বিজ্ঞানীরা। এক্সপ্লোরার 1 (নীচের ছবি), 1958 সালে উৎক্ষেপিত প্রথম মার্কিন মহাকাশ উপগ্রহ, অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ তথ্য প্রদান করেছে। আমেরিকানদের দ্বারা পৃথিবীর পৃষ্ঠের উপরে (প্রায় 1000 কিলোমিটার উচ্চতায়) একটি অনবোর্ড পরীক্ষার জন্য ধন্যবাদ, একটি বিকিরণ বেল্ট (অভ্যন্তরীণ) পাওয়া গেছে। পরে, প্রায় 20,000 কিমি উচ্চতায়, এই জাতীয় একটি দ্বিতীয় অঞ্চল আবিষ্কৃত হয়েছিল। অভ্যন্তরীণ এবং বাইরের বেল্টগুলির মধ্যে কোনও স্পষ্ট সীমানা নেই - প্রথমটি ধীরে ধীরে দ্বিতীয়টিতে চলে যায়। তেজস্ক্রিয়তার এই দুটি অঞ্চল কণার চার্জের মাত্রা এবং তাদের গঠনের মধ্যে পৃথক।
এই এলাকাগুলো ভ্যান অ্যালেন বেল্ট নামে পরিচিত হয়ে ওঠে। জেমস ভ্যান অ্যালেন একজন পদার্থবিদ যার পরীক্ষা তাদের সাহায্য করেছিলআবিষ্কার বিজ্ঞানীরা খুঁজে পেয়েছেন যে এই বেল্টগুলিতে সৌর বায়ু এবং মহাজাগতিক রশ্মির চার্জযুক্ত কণা রয়েছে, যা পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্রের দ্বারা আকৃষ্ট হয়। তাদের প্রত্যেকটি আমাদের গ্রহের চারপাশে একটি টরাস গঠন করে (একটি আকৃতি যা একটি ডোনাটের মতো)।
সেই সময় থেকে মহাকাশে অনেক পরীক্ষা-নিরীক্ষা করা হয়েছে। তারা RPZ এর প্রধান বৈশিষ্ট্য এবং বৈশিষ্ট্যগুলি অধ্যয়ন করা সম্ভব করেছে। শুধু আমাদের গ্রহেই রেডিয়েশন বেল্ট নেই। এগুলি অন্যান্য মহাকাশীয় বস্তুতেও পাওয়া যায় যেগুলির একটি বায়ুমণ্ডল এবং একটি চৌম্বক ক্ষেত্র রয়েছে। ভ্যান অ্যালেন রেডিয়েশন বেল্টটি মঙ্গলের কাছে মার্কিন আন্তঃগ্রহীয় মহাকাশযানের জন্য আবিষ্কৃত হয়েছিল। এছাড়াও, আমেরিকানরা এটিকে শনি এবং বৃহস্পতির কাছে খুঁজে পেয়েছিল৷
ডাইপোল চৌম্বক ক্ষেত্র
আমাদের গ্রহে শুধু ভ্যান অ্যালেন বেল্টই নয়, একটি ডাইপোল ম্যাগনেটিক ফিল্ডও রয়েছে। এটি একে অপরের ভিতরে বাসা বেঁধে থাকা চৌম্বকীয় শেলগুলির একটি সেট। এই ক্ষেত্রের গঠন বাঁধাকপি বা পেঁয়াজের মাথার মতো। চৌম্বকীয় শেলটিকে শক্তির চৌম্বক রেখা থেকে বোনা একটি বদ্ধ পৃষ্ঠ হিসাবে কল্পনা করা যেতে পারে। শেলটি ডাইপোলের কেন্দ্রের যত কাছে থাকবে, চৌম্বক ক্ষেত্রের শক্তি তত বেশি হবে। এছাড়াও, বাইরে থেকে একটি আধানযুক্ত কণার প্রবেশের জন্য প্রয়োজনীয় গতিবেগও বৃদ্ধি পায়।
সুতরাং, Nth শেলের কণা ভরবেগ আছে P । সেই ক্ষেত্রে যখন কণার প্রাথমিক ভরবেগ P অতিক্রম করে না, এটি চৌম্বক ক্ষেত্র দ্বারা প্রতিফলিত হয়। কণাটি তখন মহাকাশে ফিরে আসে। যাইহোক, এটিও ঘটে যে এটি Nth শেলে শেষ হয়। এক্ষেত্রেসে আর এটা ছেড়ে যেতে পারবে না। আটকে থাকা কণাটি আটকে থাকবে যতক্ষণ না এটি ছড়িয়ে পড়ে বা অবশিষ্ট বায়ুমণ্ডলের সাথে সংঘর্ষ না করে এবং শক্তি হারায়।
আমাদের গ্রহের চৌম্বক ক্ষেত্রে, একই শেল পৃথিবীর পৃষ্ঠ থেকে বিভিন্ন দূরত্বে বিভিন্ন দ্রাঘিমাংশে অবস্থিত। এটি চৌম্বক ক্ষেত্রের অক্ষ এবং গ্রহের ঘূর্ণনের অক্ষের মধ্যে অমিলের কারণে। ব্রাজিলিয়ান ম্যাগনেটিক অ্যানোমালিতে এই প্রভাবটি সবচেয়ে ভাল দেখা যায়। এই এলাকায়, শক্তির চৌম্বক রেখা নেমে আসে, এবং আটকে থাকা কণাগুলি তাদের সাথে চলতে পারে উচ্চতায় 100 কিলোমিটারের নিচে, যার মানে তারা পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে মারা যাবে।
RPG রচনা
বিকিরণ বেল্টের ভিতরে, প্রোটন এবং ইলেকট্রনের বন্টন এক নয়। প্রথমটি এর ভিতরের অংশে এবং দ্বিতীয়টি বাইরের অংশে। অতএব, গবেষণার প্রাথমিক পর্যায়ে, বিজ্ঞানীরা বিশ্বাস করেছিলেন যে পৃথিবীর বাহ্যিক (ইলেক্ট্রনিক) এবং অভ্যন্তরীণ (প্রোটন) বিকিরণ বেল্ট রয়েছে। বর্তমানে, এই মতামত আর প্রাসঙ্গিক নয়৷
ভ্যান অ্যালেন বেল্টে কণা তৈরির সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য প্রক্রিয়া হল অ্যালবেডো নিউট্রনের ক্ষয়। এটি লক্ষ করা উচিত যে বায়ুমণ্ডল মহাজাগতিক বিকিরণের সাথে মিথস্ক্রিয়া করলে নিউট্রন তৈরি হয়। আমাদের গ্রহ (অ্যালবেডো নিউট্রন) থেকে এই কণাগুলির প্রবাহ কোন বাধা ছাড়াই পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্রের মধ্য দিয়ে যায়। যাইহোক, তারা অস্থির এবং সহজেই ইলেকট্রন, প্রোটন এবং ইলেক্ট্রন অ্যান্টিনিউট্রিনোতে ক্ষয়প্রাপ্ত হয়। তেজস্ক্রিয় অ্যালবেডো নিউক্লিয়াস, যার উচ্চ শক্তি রয়েছে, ক্যাপচার জোনের ভিতরে ক্ষয় হয়।এভাবেই ভ্যান অ্যালেন বেল্টকে পজিট্রন এবং ইলেকট্রন দিয়ে পূরণ করা হয়।
ERP এবং চৌম্বকীয় ঝড়
যখন শক্তিশালী চৌম্বকীয় ঝড় শুরু হয়, তখন এই কণাগুলি কেবল ত্বরান্বিত হয় না, তারা ভ্যান অ্যালেনের তেজস্ক্রিয় বেল্ট থেকে বেরিয়ে যায়। সত্য যে চৌম্বক ক্ষেত্রের কনফিগারেশন পরিবর্তন হলে, আয়না বিন্দু বায়ুমণ্ডলে নিমজ্জিত হতে পারে। এই ক্ষেত্রে, কণাগুলি, শক্তি হারায় (আয়নকরণের ক্ষতি, বিক্ষিপ্তকরণ), তাদের পিচ কোণগুলি পরিবর্তন করে এবং তারপরে তারা চুম্বকমণ্ডলের উপরের স্তরগুলিতে পৌঁছালে ধ্বংস হয়ে যায়।
RPZ এবং উত্তর আলো
ভ্যান অ্যালেন বিকিরণ বেল্টটি একটি প্লাজমা স্তর দ্বারা বেষ্টিত, যা প্রোটন (আয়ন) এবং ইলেকট্রনের একটি আটকে পড়া প্রবাহ। উত্তরীয় (পোলার) আলোর মতো ঘটনার একটি কারণ হল কণাগুলি প্লাজমা স্তর থেকে বেরিয়ে আসে এবং আংশিকভাবে বাইরের ইআরপি থেকেও পড়ে। অরোরা বোরিয়ালিস হল বায়ুমণ্ডলীয় পরমাণুর নির্গমন, যা বেল্ট থেকে বেরিয়ে আসা কণার সাথে সংঘর্ষের কারণে উত্তেজিত হয়।
RPZ গবেষণা
বিকিরণ বেল্টের মতো গঠনের গবেষণার প্রায় সমস্ত মৌলিক ফলাফল 1960 এবং 70 এর দশকে প্রাপ্ত হয়েছিল। অরবিটাল স্টেশন, আন্তঃগ্রহীয় মহাকাশযান এবং সর্বশেষ বৈজ্ঞানিক সরঞ্জাম ব্যবহার করে সাম্প্রতিক পর্যবেক্ষণগুলি বিজ্ঞানীদেরকে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ নতুন তথ্য পেতে অনুমতি দিয়েছে। পৃথিবীর চারপাশে ভ্যান অ্যালেন বেল্টগুলি আমাদের সময়ে অধ্যয়ন করা অব্যাহত রয়েছে। আসুন সংক্ষেপে এই ক্ষেত্রে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ অর্জনগুলি সম্পর্কে কথা বলি৷
Salyut-6 থেকে প্রাপ্ত তথ্য
গত শতাব্দীর ৮০ দশকের গোড়ার দিকে MEPhI-এর গবেষকরাআমাদের গ্রহের আশেপাশে উচ্চ স্তরের শক্তি সহ ইলেকট্রনের প্রবাহ তদন্ত করেছে। এটি করার জন্য, তারা স্যালিউট -6 অরবিটাল স্টেশনে থাকা সরঞ্জামগুলি ব্যবহার করেছিল। এটি বিজ্ঞানীদের খুব কার্যকরভাবে পজিট্রন এবং ইলেকট্রনের প্রবাহকে বিচ্ছিন্ন করার অনুমতি দেয়, যার শক্তি 40 MeV ছাড়িয়ে যায়। স্টেশনের কক্ষপথ (ঝোঁক 52°, উচ্চতা প্রায় 350-400 কিমি) প্রধানত আমাদের গ্রহের বিকিরণ বেল্টের নীচে চলে গেছে। যাইহোক, এটি এখনও ব্রাজিলিয়ান ম্যাগনেটিক অ্যানোমলিতে এর অভ্যন্তরীণ অংশ স্পর্শ করেছে। এই অঞ্চলটি অতিক্রম করার সময়, উচ্চ-শক্তি ইলেকট্রন সমন্বিত স্থির প্রবাহ পাওয়া গেছে। এই পরীক্ষার আগে, ERP-তে শুধুমাত্র ইলেকট্রন রেকর্ড করা হয়েছিল, যার শক্তি 5 MeV-এর বেশি ছিল না।
"উল্কা-৩" সিরিজের কৃত্রিম উপগ্রহ থেকে ডেটা
MEPhI-এর গবেষকরা আমাদের উল্কা-3 সিরিজের গ্রহের কৃত্রিম উপগ্রহগুলিতে আরও পরিমাপ করেছেন, যেখানে বৃত্তাকার কক্ষপথের উচ্চতা ছিল 800 এবং 1200 কিমি। এবার ডিভাইসটি আরপিজেডের খুব গভীরে প্রবেশ করেছে। তিনি Salyut-6 স্টেশনে আগে প্রাপ্ত ফলাফল নিশ্চিত করেছেন। তারপর গবেষকরা মির এবং স্যালিউত-7 স্টেশনে ইনস্টল করা চৌম্বকীয় স্পেকট্রোমিটার ব্যবহার করে আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ ফলাফল পেয়েছেন। এটি প্রমাণিত হয়েছিল যে পূর্বে আবিষ্কৃত স্থিতিশীল বেল্টে একচেটিয়াভাবে ইলেক্ট্রন থাকে (পজিট্রন ছাড়া), যার শক্তি খুব বেশি (200 MeV পর্যন্ত)।
CNO নিউক্লিয়াসের স্থির বেল্টের আবিষ্কার
SNNP MSU-এর একদল গবেষক গত শতাব্দীর 80-এর দশকের শেষের দিকে এবং 90-এর দশকের প্রথম দিকে একটি পরীক্ষা চালিয়েছিলেননিউক্লিয়াসের অধ্যয়ন যা নিকটতম মহাকাশে অবস্থিত। এই পরিমাপগুলি আনুপাতিক চেম্বার এবং পারমাণবিক ফটোগ্রাফিক ইমালশন ব্যবহার করে করা হয়েছিল। এগুলি কসমস সিরিজের উপগ্রহে চালানো হয়েছিল। বিজ্ঞানীরা মহাকাশের এমন একটি অঞ্চলে N, O এবং Ne নিউক্লিয়াসের প্রবাহের উপস্থিতি সনাক্ত করেছেন যেখানে একটি কৃত্রিম উপগ্রহের কক্ষপথ (52 °, প্রায় 400-500 কিমি উচ্চতা) ব্রাজিলীয় অসঙ্গতি অতিক্রম করেছে৷
বিশ্লেষণে দেখা গেছে, এই নিউক্লিয়াস, যাদের শক্তি কয়েক দশটি MeV/নিউক্লিয়নে পৌঁছেছে, তারা গ্যালাকটিক, অ্যালবেডো বা সৌর উত্সের নয়, কারণ তারা এই জাতীয় শক্তির সাথে আমাদের গ্রহের চুম্বকমণ্ডলে গভীরভাবে প্রবেশ করতে পারেনি। তাই বিজ্ঞানীরা মহাজাগতিক রশ্মির অস্বাভাবিক উপাদান আবিষ্কার করেছেন, যা চৌম্বক ক্ষেত্র দ্বারা বন্দী।
আন্তঃনাক্ষত্রিক পদার্থের নিম্ন-শক্তির পরমাণুগুলি হেলিওস্ফিয়ার ভেদ করতে সক্ষম। তারপর সূর্যের অতিবেগুনী বিকিরণ তাদের এক বা দুবার আয়নিত করে। ফলে চার্জযুক্ত কণাগুলি সৌর বায়ুর ফ্রন্ট দ্বারা ত্বরান্বিত হয়, কয়েক দশটি MeV/নিউক্লিয়নে পৌঁছায়। তারপর তারা চুম্বকমণ্ডলে প্রবেশ করে, যেখানে তারা বন্দী হয় এবং সম্পূর্ণ আয়নিত হয়।
প্রোটন এবং ইলেকট্রনের কোয়াসিস্টেশনারি বেল্ট
22শে মার্চ, 1991 তারিখে, সূর্যের উপর একটি শক্তিশালী শিখা দেখা দেয়, যার সাথে সৌর পদার্থের একটি বিশাল ভরের নির্গমন ঘটে। এটি 24 মার্চের মধ্যে ম্যাগনেটোস্ফিয়ারে পৌঁছেছে এবং এর বাইরের অঞ্চল পরিবর্তন করেছে। সৌর বায়ুর কণা, যার উচ্চ শক্তি ছিল, চুম্বকমণ্ডলে ফেটে যায়। তারা সেই এলাকায় পৌঁছেছিল যেখানে CRESS, আমেরিকান স্যাটেলাইট তখন অবস্থিত ছিল। এটিতে ইনস্টল করা হয়েছেযন্ত্রগুলি প্রোটনের একটি তীব্র বৃদ্ধি রেকর্ড করেছে, যার শক্তি 20 থেকে 110 MeV, সেইসাথে শক্তিশালী ইলেকট্রন (প্রায় 15 MeV)। এটি একটি নতুন বেল্টের উত্থানের ইঙ্গিত দেয়। প্রথমত, বেশ কয়েকটি মহাকাশযানের উপর আধা-স্থির বেল্টটি পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল। যাইহোক, শুধুমাত্র মীর স্টেশনেই এটি তার সমগ্র জীবদ্দশায় অধ্যয়ন করা হয়েছিল, যা প্রায় দুই বছর।
যাইহোক, গত শতাব্দীর 60 এর দশকে, মহাকাশে পারমাণবিক যন্ত্রগুলি বিস্ফোরিত হওয়ার ফলস্বরূপ, একটি আধা-স্থির বেল্ট উপস্থিত হয়েছিল, কম শক্তি সহ ইলেকট্রন সমন্বিত। এটি প্রায় 10 বছর স্থায়ী হয়েছিল। ফিশনের তেজস্ক্রিয় খণ্ডগুলো ক্ষয়প্রাপ্ত হয়, যা ছিল চার্জযুক্ত কণার উৎস।
চাঁদে কি আরপিজি আছে
আমাদের গ্রহের উপগ্রহে ভ্যান অ্যালেন রেডিয়েশন বেল্ট নেই। উপরন্তু, এটি একটি প্রতিরক্ষামূলক বায়ুমণ্ডল নেই। চাঁদের পৃষ্ঠটি সৌর বায়ুর সংস্পর্শে আসে। একটি শক্তিশালী সৌর শিখা, যদি এটি একটি চন্দ্র অভিযানের সময় ঘটে থাকে, তাহলে মহাকাশচারী এবং ক্যাপসুল উভয়কেই পুড়িয়ে ফেলবে, কারণ সেখানে প্রচুর পরিমাণে বিকিরণ নির্গত হবে, যা মারাত্মক।
মহাজাগতিক বিকিরণ থেকে নিজেকে রক্ষা করা কি সম্ভব
এই প্রশ্নটি বহু বছর ধরে বিজ্ঞানীদের আগ্রহের বিষয়। অল্প মাত্রায়, বিকিরণ, যেমন আপনি জানেন, আমাদের স্বাস্থ্যের উপর কার্যত কোন প্রভাব ফেলে না। যাইহোক, এটি তখনই নিরাপদ যখন এটি একটি নির্দিষ্ট থ্রেশহোল্ড অতিক্রম না করে। আপনি কি জানেন ভ্যান অ্যালেন বেল্টের বাইরে, আমাদের গ্রহের পৃষ্ঠে বিকিরণের মাত্রা কী? সাধারণত রেডন এবং থোরিয়াম কণার বিষয়বস্তু প্রতি 1 m3 প্রতি 100 Bq এর বেশি হয় না। আরপিজেডের ভিতরেএই পরিসংখ্যান অনেক বেশি।
অবশ্যই, ভ্যান অ্যালেন ল্যান্ডের রেডিয়েশন বেল্ট মানুষের জন্য খুবই বিপজ্জনক। শরীরের উপর তাদের প্রভাব অনেক গবেষক দ্বারা অধ্যয়ন করা হয়েছে. 1963 সালে সোভিয়েত বিজ্ঞানীরা একজন সুপরিচিত ব্রিটিশ জ্যোতির্বিজ্ঞানী বার্নার্ড লাভেলকে বলেছিলেন যে তারা মহাকাশে বিকিরণের সংস্পর্শে একজন ব্যক্তিকে রক্ষা করার উপায় জানেন না। এর অর্থ হল সোভিয়েত যন্ত্রপাতিগুলির পুরু-প্রাচীরের শেলগুলিও এটির সাথে মানিয়ে নিতে পারেনি। আমেরিকান ক্যাপসুলে ব্যবহৃত সবচেয়ে পাতলা ধাতু, প্রায় ফয়েলের মতো, কীভাবে মহাকাশচারীদের রক্ষা করেছিল?
নাসার মতে, এটি চাঁদে মহাকাশচারীদের পাঠায় শুধুমাত্র তখনই যখন কোন অগ্নিশিখা প্রত্যাশিত ছিল না, যা সংস্থাটি ভবিষ্যদ্বাণী করতে সক্ষম। এটিই বিকিরণ ঝুঁকিকে ন্যূনতম পর্যন্ত কমিয়ে আনা সম্ভব করেছে। তবে অন্যান্য বিশেষজ্ঞরা যুক্তি দেন যে কেউ কেবলমাত্র বড় নির্গমনের তারিখ মোটামুটিভাবে ভবিষ্যদ্বাণী করতে পারে।
ভ্যান অ্যালেন বেল্ট এবং চাঁদে ফ্লাইট
লিওনভ, একজন সোভিয়েত মহাকাশচারী, তবুও 1966 সালে মহাকাশে গিয়েছিলেন। তবে, তিনি একটি সুপার-হেভি লিড স্যুট পরেছিলেন। এবং 3 বছর পরে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র থেকে মহাকাশচারীরা চন্দ্রপৃষ্ঠে ঝাঁপিয়ে পড়েছিল, এবং স্পষ্টতই ভারী স্পেসসুটে ছিল না। সম্ভবত, বছরের পর বছর ধরে, নাসার বিশেষজ্ঞরা একটি অতি-আলো উপাদান আবিষ্কার করতে পেরেছেন যা মহাকাশচারীদের বিকিরণ থেকে নির্ভরযোগ্যভাবে রক্ষা করে? চাঁদে উড়ান এখনও অনেক প্রশ্ন উত্থাপন করে। যারা বিশ্বাস করেন যে আমেরিকানরা এতে অবতরণ করেনি তাদের একটি প্রধান যুক্তি হল রেডিয়েশন বেল্টের অস্তিত্ব।
