范艾倫

范艾倫1914年生於美國艾奧瓦州，1939年獲艾奧瓦大學博士學位，二戰后，范艾倫領導了對繳獲的德國V－2火箭的研究，為後來美國太空探索積累了寶貴的經驗，此後，他還參與了美國首顆人造衛星的研製項目。1958年，范艾倫用美國衛星上的蓋革計數器第一次直接探測到地球周圍存在高能帶電粒子，從而證實了輻射帶的存在，被命名為“范艾倫輻射帶”。范艾倫因此成為1959年5月《時代》雜誌封面人物，併當選為美國國家科學院院士。1987年，美國總統里根授予范艾倫美國科學界最高榮譽“國家科學獎章”。兩年後，范艾倫又獲得了瑞典皇家科學院頒發的克拉福德獎

當時正乘船赴南極洲的范艾倫聞訊立即返回美國，參加美國的太空研究計劃即“先鋒計劃”，以儘快發射美國自己的衛星。這時，同樣是美國航天業先驅的威廉·皮克林正擔任噴氣推進實驗室主任。他為美國向太空發射第一顆人造衛星立下汗馬功勞。皮克林於2004年逝世。

1914年9月7日范艾倫生於美國艾奧瓦州普萊森特芒特鎮，父親是律師。早在少年時代，范艾倫就對天上的星星產生了濃厚的興趣，並顯露出了很高的科學天分。

然而，儘管對星空的興趣自小就有，范艾倫卻選擇了物理學。1939年，范艾倫在艾奧瓦大學獲得博士學位，並於1951年起任該校物理系主任。

身為物理學家的范艾倫，在物理學領域也取得不小的成績。只是這位物理系主任的心中一直有個太空夢，他與太空的情緣也自少年時代便結下了。范艾倫在進入大學學習后，便參與研製了探測高層大氣火箭的實驗，此後，他又被美國宇航局委以重任。

上世紀50年代，范艾倫參與了美國第一顆人造衛星的研製工作。

1972年，在范艾倫的領導下，“探險者10號”探測器開始了去木星探險的征途。“探險者10號”在宇宙的漫漫征途中，不斷發回各種信息和數據，范艾倫和他的同事通過這些信息和數據，對我們所處的太陽系以及其他行星有了更加清晰的認識。

2004年，“星塵”宇宙探測器觸摸到“懷爾德2”彗星的尾巴，“勇氣”號火星探測器登陸火星，人類的宇宙探索又向前邁進了一大步。

與此同時，曾為美國太空探索奠定基礎的范艾倫已經89歲了。他一如既往地來到大學實驗樓的辦公室里工作。藉助陪伴了自己30多年的老式電腦，不停地寫著、算著。

范艾倫的律師父親早在其童年時，就教育他們兄弟四人必須勤奮，努力工作。范艾倫用自己一生的實踐來履行了父親的教誨。在范艾倫的心中，最愉悅的時光便是走進實驗室，周末也很少見他休息。

范艾倫一生獲得無數殊榮，包括國家最高科學獎。1987年，時任總統羅納德·里根將美國科學界最高榮譽“國家科學獎章”授予范艾倫。兩年之後，他又獲得了瑞典皇家科學院頒發的克拉福德獎。這個獎項主要是為那些諾貝爾獎未能涵蓋的科學領域所設。范艾倫為人謙和，朋友們都親切地稱呼他為“范”。

二戰後，美國人繳獲了納粹德國的V-2火箭。在范艾倫的領導下，美國科學家對這些火箭進行了研究，為後來的美國太空探索積累了經驗。

1957年10月4日，蘇聯發射了第一顆人造地球衛星，美國受到巨大震動。美國與蘇聯的航天競賽由此拉開帷幕。

1958年1月31日。美國宇航局發射了第一顆人造衛星———“探險者1號”，上面就攜帶了范艾倫設計的小型科研裝備———蓋革輻射計數器。

衛星發射時一般載有測量宇宙射線和其他高能粒子的計數器，但這些儀器到達一定高度后就會停止工作。范艾倫猜測，計數器停止計數，並不是由於粒子數目降到零，相反倒是由於粒子數目太多，計數器根本無暇顧得上計數。由此，他設計了蓋革輻射計數器，這是一個由銅遮蔽的計數器。原理便是令它只能接受粒子中的一小部分，用一個簡單的比喻，那就像人們在耀眼陽光下戴上太陽鏡一樣。

“探險者Ⅰ號”衛星升空3個月後，它載有的蓋革輻射計數器首次發現圍繞地球的高能粒子輻射帶。

范艾倫宣布，美國“探險者”號衛星及“先鋒號”衛星在地面上空的地磁場內，發現了兩條寬大的輻射帶。這兩條輻射帶離地面400英里起，向上延伸至15000英里。這兩條輻射帶對稱於地球赤道排列，且只存在於低磁緯地區上空。基於范艾倫對發現這一輻射帶的貢獻，科學界將其命名為“范艾倫輻射帶”。

早在20世紀初，就有人提出太陽在不停地發出帶電粒子，這些粒子被地球磁場俘獲，束縛在離地表一定距離的高空形成一條帶電粒子帶。范艾倫終於通過蓋革輻射計數器捕捉到了這一信息。為此，1959年，范艾倫還登上了《時代》的封面。

“范艾倫帶”是太空時代的第一個重要天文發現，也為美國進入太空時代奠定了基礎。范艾倫也被人稱為帶美國跑入太空時代的太空先驅之一。除此，“范艾倫輻射帶”也衍生出磁層物理這一全新的研究領域，全球共有20多個國家的1000多名科學家在從事該領域的研究。

1992年2月初，美國和俄羅斯的空間科學家宣布，他們發現了地球的第三條輻射帶。新輻射帶位於內外范艾倫帶當中的位置，是由所謂的反常宇宙線———大部分是丟失一個電子的氧離子構成的。科學家還認為，在地震發生前，范艾倫輻射帶內總會出現受干擾情況，由此判斷測量范艾倫輻射帶的變化可以預報地震。

“發現‘范艾倫帶’象徵著工程與科學之間的交互發展，體現世界與研究實驗室共同前進，”皮克林後來曾如此驕傲地評述這一重大科學發現。

發現了范艾倫輻射帶后，范艾倫並未停歇自己對太空世界的探索。他堅信，范艾倫輻射帶是由地球磁場形成的，保護地球免遭危險的太陽輻射。它吸收太陽輻射線，在地球上空盤旋。如果飛行物穿越時間很短，並不會遭受輻射危害。但長時間處於該區域足以讓宇航員致命。

因此，2004年，美國總統布希提出讓宇航員重返月球及登陸火星的新太空探索計劃，就立即遭到范艾倫的反對。范艾倫強調機器人設備完全可以代替宇航員進行太空探索，相較之下，採用載人飛行的代價就太大。早在1959年，范艾倫就指出太空的惡劣環境會給我們帶來傷害。“人類在太空中會遇到很麻煩之事，根本就沒必要讓自己處於那種不舒服的狀態。”

只是，儘管受到過范艾倫的反對，美國的載人計劃還是在實踐中，當年，阿波羅號用4小時穿過范艾倫輻射帶后，聲稱並無大礙，就像是接受一次胸部X光透視一樣。

范艾倫輻射帶，是環繞地球的高能粒子輻射帶。在近層宇宙空間（即距離地球100公里到幾百公里的空間）中，高能量的輻射遠比人們原先設想的要多。高能輻射層在赤道附近呈環狀繞著地球，並向極地彎曲。這一輻射層通常就被稱為“范艾倫輻射帶”。

20世紀初，挪威空間物理學家斯托默從理論上證明，在地球周圍存在一個帶電粒子捕獲區（大部分區域處於後來發現的輻射帶內）。

1958年，美國物理學家詹姆斯·范艾倫用美國衛星上的蓋革計數器，第一次直接探測到地球周圍存在高能帶電粒子，從而證實輻射帶的存在，而這也使范艾倫在全世界一舉成名。