Техника - молодёжи 1960-05, страница 39

UUUL

П Ai A flf Я

С кжуЯОС

И. ИВАНЕНКО, кандидат физико-математических наук Рис. Б. БОССАРТА и Г. ГОРДЕЕВОЙ

Пройдет немного лет, и историки науки будут писать а своих трудах: «до полетов в космос никто не подозревал. ..», «после первых гюлетов в космос было обнаружено ранее никем не предвиденное явление...» Запуски искусственных спутников и космических ракет принесли немало неожиданных открытий. Пожалуй, самым замечательным было открытие целого «ореола» заряженных частиц, движущихся вокруг Земли со скоростями, близкими к скорости света. Как два ожерелья, вложенные одно в другое, охватывают они нашу планету, образуя гигантские радиационные пояса.

Что же представляют собой зли пояса? Как их удалось обнаружить? Несут ли они опасность для будущих космонавтов? Попробуем ответить на все эти вопросы.

О МАГНИТНОМ «ЗЕРКАЛЕ»

Уже давно установлено, что наша планета является громадным магнитом. По мере приближения к Земле из космоса напряженность магнитного поля возрастает обратно пропорционально квадрату расстояния до центра Земли. Магнитное поле — преграда на пути движения частиц, обладающих электрическим зарядом. Лишь те из них, что обладают энергией свыше 10 млрд. электроиовольт, двигаясь из мирового пространства, могут пробиться к любой точке поверхности планеты.

Частицы несколько меньших энергий будут перемещаться по сильно искривленным траекториям, а некоторые из них вовсе не попадут на Землю.

Интересно проследить за траекториями частиц, обладающих небольшой энергией. Эти частицы движутся вдоль силовых линий магнитного поля, навиваясь на них по спирали.

Перемещаясь вдоль силовой линии, мельчайший «осколок» вещества попадает в область больших геомагнитных широт, одновременно приближаясь к Земле. Дойдя до области, где магнитное поле достаточно велико, «осколок» обязательно отразится от него, как от своеобразного магнитного «зеркала». Отразившаяся частица начинает двигаться в обратную сторону по той же силовой линии, пока не дойдет уже в другом полушарии до «зеркала», симметрично расположенного относительно экватора. После этого заряженный «осколок» повернет в прежнем направлении и т. д.

Магнитное поле Земли образует для заряженных частиц малых энергий своеобразную ловушку. Попав в нее, они начинают двигаться по замкнутым траекториям. Они могут совершать многие тысячи и миллионы колебаний между двумя точками поворота у магнитных «зеркал». Благодаря этому при небольшом количестве частиц, влетающих в ловушку, внутри нее получается высокая плотность излучения, несущего большую энергию. Физики, работающие над созданием управляемой термоядерной реакции, используют принципиально тот же способ пля удержания горячей плазмы а ограниченном объеме.

ПРИЕМНИКИ НЕВИДИМЫХ ЛУЧЕЙ

Именно потоки заряженных частиц, пойманные в ловушку магнитным полем Земли, и были обнаружены при запусках искусственных спутников Земли и космических ракет. Для регистрации всевозможных излучений советскими учеными — членом-корреспондентом Академии наук СССР С. Н. Верно-еым, кандидатом физико-математических наук А. Е. Чудако-вым и их сотрудниками — были созданы специальные приборы. Надо сказать, что постановка опытов по регистрации заряженных частиц на спутниках и ракетах предъявляет физикам много жестких требований. Главные из них — надежная работа приборов в условиях космического полета, малые размеры и вес научной аппаратуры. Радиосхемы были собраны на полупроводниках, малогабаритных и легких по сравнению с обычными лампами.

Основным рабочим элементом приборов служил газоразрядный счетчик. Он представляет собой тонкостенную стальную трубку, внутри которой на изоляторах натянута металлическая «нить», внутренняя полость трубки, герметически закрытой с концов, наполняется специальной газовой смесью. Трубка и нить присоединяются к источнику тока с разностью потенциалов в несколько сотен аольт. Если сквозь стенки трубки проникает хотя бы одна заряженная частица, она разгоняется электрическим полем и вызывает ионизацию газовой смеси, в полости счетчика образуется «лавина» из электронов, и происходит электрический разряд между нитью и стенками трубки.

Во время полета первой советской космической ракеты ее приборы определяли интенсивность излучения. Плотность потока (число частиц в секунду) определялась импульсами г азо-разрядного счетчика, а плотность энергии (в злектроноволь-тах в секунду) — сцинтилляционным счетчиком. На графике показаны результаты этих измерений. По горизонтальной осы — расстояние ракеты от центра Земли.