范艾倫輻射帶
范艾倫輻射帶
范艾倫輻射帶，是環繞地球的高能粒子輻射帶，科學家詹姆斯·范艾倫於1958年發現的。當地時間2012年8月30日，美國航天局卡納維拉爾角空軍基地發射兩顆衛星，對其進行研究。范艾倫輻射帶，指在地球附近的近層宇宙空間中包圍著地球的高能輻射層，由美國物理學家詹姆斯·范·艾倫發現並以他的名字命名。范艾倫輻射帶分為內外兩層，內外層之間存在范艾倫帶縫，縫中輻射很少。范艾倫輻射帶將地球包圍在中間。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”。范艾倫輻射帶主要由地磁場中捕獲的高達幾兆電子伏的電子以及高達幾百兆電子伏的質子組成，其中只有很少百分比像O+這樣的重粒子。從幾百千米到6000千米的低空稱為“內帶”，有高能電子的6000千米以上的高空稱為“外帶”。一旦帶電粒子被捕獲，洛倫茲力便控制它們在地磁層中的運動。范艾倫帶內的高能粒子對載人空間飛行器、衛星等都有一定危害，其內外帶之間的縫隙則是輻射較少的安全地帶。
范艾倫輻射帶
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1月31日，美國第一顆人造衛星探險者一號升空，當升至800千米高空時，星上所載蓋革計數器讀數突然下降至0。到1958年3月26日探險者三號升空時，又發生了同樣的情況。范艾倫認為，這是因為存在極大量的輻射導致計數器達到飽和而失靈造成的。因此，1958年7月26日發射探險者四號時，他在計數器前端加入一小片薄鉛以阻擋部分輻射。新的衛星證實了他的猜測。
范艾倫輻射帶的發現衍生出了磁層物理這一全新的研究領域，目前（截止到2010年）全球共有20多個國家的1000多名科學家從事該領域的研究。
當地時間2012年8月30日，美國航天局30日晨從卡納維拉爾角空軍基地發射兩顆衛星，用於研究地球上空的輻射帶范艾倫帶。這一任務名為“輻射帶風暴探測器”，兩顆衛星重量均不到1500磅（約680公斤），均配備有保護性鍍層和耐用電子元件，可在范艾倫帶惡劣的太空氣候中開展探測活動。兩顆衛星將進入橢圓形軌道，攜帶的科學儀器將在60天內陸續啟動，研究范艾倫帶內的粒子如何產生、這些粒子在太空氣候事件中的活動以及促使它們加速的機制。
有助於研究並最終預測范艾倫帶如何應對太陽噴發物質，以及保護地球上空的衛星，理解太空氣候如何影響地球的通信情況。
太陽表面噴射出一個巨大的日珥
科學家一直認為地球周圍只有兩個范艾倫輻射帶，但兩個探測器(2012年夏季發射的范艾倫探測器)搭載的儀器發現的粒子顯示存在第三個短暫的輻射帶。科學家觀測到這個第三個輻射帶的形成，一共持續了4周時間，最後被來自太陽的一場強烈的行星際衝擊波殲滅。
第三個范艾倫輻射帶的發現帶有一定偶然性，因為發現輻射帶的儀器——范艾倫探測器搭載的相對論電子質子望遠鏡(以下簡稱REPT)打開的時間早於原定計劃。
目前一般認為，范艾倫輻射帶的緯度範圍是南北緯40°~50°之間；高度範圍分兩段：內帶1500~5000km，外帶13000~20000km。
范艾倫帶粒子的主要來源是被地球磁場俘獲之太陽風粒子，這些帶電粒子在范艾倫帶兩轉折點間來回運動。當太陽發生磁暴時，地球磁層受擾動變形，而局限在范艾倫帶的高能帶電粒子大量泄出，並隨磁力線於地球的極區進入大氣層，激發空氣分子產生美麗的極光。
一般來說，內輻射帶里高能質子多，外輻射帶里高能電子多。輻射帶會對人類身體造成巨大傷害，因此，它是人類進行星際轉移的巨大障礙。
同時，輻射帶也影響哈伯望遠鏡的觀測，因為哈伯處在相當低的軌道，離地僅559公里來運行。因此，當哈伯通過南大西洋上空時必須暫時關閉觀測窗口。因為范艾倫輻射帶剛好在這裡碰觸到地球的上層大氣，如果開啟觀測的話，可能會損壞哈伯的觀測元件。
