Космiчна погода
Чернiгiвський факультет менеджменту i бiзнесу
Реферат
Групи Т – 39
Жарскої Свiтлани
Олександрiвни
План
Вступ
1. Космiчна погода
3. Радiацiя
Список використаних джерел
Вступ
Ця експансiя носить як просторовий — за рахунок освоєння космiчного простору, так i якiсний характер — за рахунок активного використання нового вигляду енергiї i електромагнiтних хвиль. Але все одно для iнопланетян, що дивляться на нас з далекої зiрки, Земля залишається всього лише пiщинкою в океанi плазми, що заповнює Сонячну систему i весь Всесвiт, i нашу стадiю розвитку можна порiвняти скорiше з першими кроками дитини, чим з досягненням зрiлостi. Новий свiт, що вiдкрився людству, не менш складний i, як, втiм, i на Землi, далеко не завжди дружнiй. При його освоєннi не обiйшлося без втрат i помилок, але ми поступово вчимося розпiзнавати новi небезпеки i долати їх.
1. Космiчна погода
"Космiчною погодою" або "погодою в космосi" називають сукупнiсть явищ, що вiдбуваються у верхнiх шарах земної атмосфери. у iоносферi i навколоземному космiчному просторi.
"Погода в космосi" ввiв чудовий радянський учений, учасник знаменитої Папанiнськой епопеї, Герою Радянського Союзу, академiк Євгенiй Костянтинович Федоров (1910–1981).
"погода"? Одна з причин має чисто зовнiшнiй характер. У навколоземному просторi є i свої бурi, i шторми (магнiтнi i iоносфернi), є свої хмари (срiблястi, або мезосферниє), є свiй вiтер — сонячний — i навiть свiй дощ (так називають одне з явищ в полярнiй iоносферi). Всi атрибути погоди в наявностi.
Разом з цими чисто зовнiшнiми паралелями, є глибшi причини говорити про погоду в космосi. Рiч у тому, що сильна мiнливiсть обстановки в навколоземному космосi схожа на погоднi "капризи".
Для погоди в космосi, як i для погоди в звичайному розумiннi цього слова, характерне чергування спокiйних перiодiв (наприклад, мiнiмум циклу сонячної активностi), якi можна порiвняти iз стiйкою погодою в хороше лiто, i перiодiв рiзкої змiни обстановки (наприклад, пiд час високої сонячної активностi), якi навiвають аналогiю з нестiйкою осiнньою погодою.
бути несхожi i два днi з погляду космiчної погоди. Скажiмо, сьогоднi в космосi все спокiйно. Немає спалахiв на Сонце, "нормальний" сонячний вiтер, магнiтосфера нiчим не обурена, енергiйнi зарядженi частинки "замкнутi" в своїх радiацiйних поясах. Тихо i в приземному магнiтному полi, i в iоносферi. Але на Сонцi вiдбувся спалах. Вже через 8 хвилин вона торкнеться земної iоносфери. У самiй нижнiй її частинi (на висотах 50–90 км.) вiдразу рiзко зростає iонiзацiя — що прийшло першим рентгенiвське випромiнювання спалаху "розбиває" нейтральнi частинки на iони i електрони. Зростання концентрацiї останнiх може бути таким сильним, що припиниться радiозв'язок в дiапазонi коротких хвиль (КВ) на всiй освiтленiй пiвкулi Землi. А через декiлька годинникiв в її околицi прибудуть жорсткi протони. Магнiтне поле загородить ним шлях в среднеширотную атмосферу i скине протони, немов у воронку, в приполярну зону. Посилиться сонячний вiтер, чинячи тиск на магнiтосферу. З денного боку вона почне стискатися, стануть зближуватися i згинатися магнiтнi силовi лiнiї. Застрибають в скаженому танцi стрiлки наземних вимiрникiв магнiтного поля — магнiтометрiв, з радiацiйних поясiв поллються у верхню атмосферу полярних широт потоки енергiйних електронiв. Запалають в небi сполохи полярного сяйва, зменшиться кiлькiсть заряджених частинок в основнiй частинi iоносфери на висотах 200–400 км., а значить, погiршають характеристики iоносферного "дзеркала". І почнуться труднощi з радiозв'язком. Зробить свiй вплив i посилення ультрафiолетового випромiнювання Сонця: пiдвищиться температура i щiльнiсть атмосфери якраз на тих висотах (бiльше 150–200 км.), де лiтають бiльшiсть штучних супутникiв. Ну, а це позначиться на характерi змiни їх орбiт. Космiчна негода може бути небезпечною для екiпажiв космiчних кораблiв i в деяких випадках для технологiчних систем на поверхнi Землi. Пiд час магнiтних бурь, викликаних могутнiми сонячними спалахами в серпнi 1982 року i в березнi 1989 року, спостерiгалися пошкодження трубопроводiв (iз-за напруги, що виникає там, при рiзких змiнах магнiтного поля), виходи з ладу електричних енергосистем, а також вибухи трансформаторiв на телефонних пiдстанцiях.
2.
Сонце
11-рiчних циклiв. Пiд час сплескiв активностi, що частiшають в максимумах циклу, в коронi Сонця народжуються iнтенсивнi потоки рентгенiвського випромiнювання i енергiйних заряджених частинок — сонячних космiчних променiв, а також вiдбуваються викиди величезних мас плазми i магнiтного поля.
Рентгенiвськi знiмки сонячної корони, постiйно спостережуваної супутником SOHO, пiсля сонячного спалаху покриваються численними бiлими крапками. Їх поява викликана тим, що протони високої енергiї сонячних космiчних променiв проникають в радiоелектроннi системи космiчних апаратiв, у тому числi i в осередки ПЗС-МАТРІЦ, що формують зображення, викликаючи численнi збої. Хоча магнiтосфера i атмосфера Землi досить надiйно захищають все живе вiд прямої дiї сонячних частинок i випромiнювань, багато створень рук людських, наприклад радiоелектронiка, авiацiйна i космiчна технiка, лiнiї зв'язку i електропередач, трубопроводи, виявляються дуже чутливi до електромагнiтної i корпускулярної дiї, що приходить з навколоземного космiчного простору. Ми вже розповiдали про те, яка влаштована магнiтосфера Землi i як навколоземний простiр реагує на сонячну активнiсть (див. „Наука i життя“ № 7, 2001 р.). Познайомимося тепер з найпрактичнiше важливими проявами сонячної i геомагнiтної активностi, часто званими „космическая погода“.
3. Радiацiя
розiгнанi до величезних швидкостей i здатнi руйнувати органiчнi i неорганiчнi молекули. Про шкоду, яку радiацiя наносить живим iстотам, добре вiдомо, але чимала доза опромiнювання (тобто кiлькiсть енергiї, поглиненої речовиною i що пiшла на його фiзичне i хiмiчне руйнування) може виводити з ладу i радiоелектроннi системи. Електронiка страждає також i вiд „единичных збоїв“, коли частинки особливо високої енергiї, проникаючи глибоко всередину електронної мiкросхеми, змiнюють електричний стан її елементiв, збиваючи елементи пам'ятi i викликаючи фальшивi спрацьовування. Чим складнiше i современнєє мiкросхема, тим менше розмiри кожного елементу i тим бiльше вiрогiднiсть збоїв, якi можуть привести до її неправильної роботи i навiть до зупинки процесора. Ця ситуацiя по своїх наслiдках схожа з раптовим зависанням комп'ютера в розпал набору тексту, з тiєю лише рiзницею, що апаратура супутникiв, взагалi кажучи, призначена для автоматичної роботи. Для виправлення помилки доводиться чекати наступного сеансу зв'язку iз Землею за умови, що супутник буде здатний вийти на зв'язок. Найглибше в магнiтосферу енергiйнi частинки проникають в приполярних районах, оскiльки частинки тут можуть велику частину шляху вiльно рухатися уздовж силових лiнiй, майже перпендикулярних до поверхнi Землi. Прiекваторiальниє райони захищенiшi: там геомагнiтне поле, майже паралельне земнiй поверхнi, змiнює траєкторiю руху частинок на спiральну i вiдводить їх убiк. Тому траси польотiв, що проходять у високих широтах, значно небезпечнiшi з погляду радiацiйного ураження, чим нiзкоширотниє. Ця загроза вiдноситься не тiльки до космiчних апаратiв, але i до авiацiї. На висотах 9–11 кiлометрiв, де проходять бiльшiсть авiацiйних маршрутiв, загальний фон космiчної радiацiї вже настiльки великий, що рiчна доза, що отримується екiпажами, устаткуванням i пасажирами, що часто лiтають, повинна контролюватися за правилами, встановленими для радiацiйно небезпечних видiв дiяльностi. Надзвуковi пасажирськi лiтаки „Конкорд“, що пiднiмаються на ще бiльшi висоти, мають на борту лiчильники радiацiї i зобов'язанi летiти, вiдхиляючись на пiвдень вiд найкоротшої пiвнiчної траси перельоту мiж Європою i Америкою, якщо поточний рiвень радiацiї перевищує безпечну величину. Проте пiсля найбiльш могутнiх сонячних спалахiв доза, отримана навiть протягом одного польоту на звичайному лiтаку може бути бiльше, нiж доза ста флюорографiчеськiх обстежень, що примушує серйозно розглядати питання про повне припинення польотiв в такий час. На щастя, сплески сонячної активностi подiбного рiвня реєструються рiдше, нiж один раз за сонячний цикл — 11 рокiв.
4.
Космос та людина
було б проаналiзувати iсторiю сонячної активностi, намагаючись з'ясувати, що може чекати нас в майбутньому. По-перше, в даний час наголошується тенденцiя до збiльшення впливу сонячної активностi, пов'язана з ослабленням нашого щита — магнiтного поля Землi — бiльш нiж на 10 вiдсоткiв за останнi пiвстолiття i одночасним подвоєнням магнiтного потоку Сонця, службовця основним посередником при передачi сонячнiй активностi. По-друге, аналiз сонячної активностi за весь час спостережень сонячних плям (з початку XVII столiття) показує, що сонячний цикл, в середньому рiвний 11 рокам, iснував не завжди. У другiй половинi XVII столiття, пiд час так званого мiнiмуму Маундера, сонячних плям практично не спостерiгалося протягом декiлькох десятилiть, що побiчно свiдчить i про мiнiмум геомагнiтної активностi. Проте iдеальним для життя цей перiод назвати важко: вiн спiвпав з так званим малим льодовиковим перiодом — роками аномально холодної погоди в Європi. Випадково це збiг чи нi, сучаснiй науцi напевно невiдомо. У ранiшiй iсторiї наголошувалися i перiоди аномально високiй сонячнiй активностi. Так, в деякi роки першого тисячолiття нашої ери полярнi сяйва постiйно спостерiгалися в Пiвденнiй Європi, свiдчивши про частi магнiтнi бурi, а Сонце виглядало помутнiлим, можливо, iз-за наявностi на його поверхнi величезної сонячної плями або корональної дiрки — ще одного об'єкту, що викликає пiдвищену геомагнiтну активнiсть. Почнися такий перiод безперервної сонячної активностi сьогоднi, зв'язок i транспорт, а з ними вся свiтова економiка опинилися б у важкому положеннi.
Висновки
магнiтосфери i iоносфери Землi розгорнена мережа сонячних обсерваторiй i геофiзичних станцiй, а в навколоземному космосi парить цiла флотилiя науково-дослiдних супутникiв. Ґрунтуючись на спостереженнях, що приводяться ними, ученi попереджають нас про сонячнi спалахи i магнiтнi бурi.
Список використаних джерел
"Рассказ о космической погоде" С. И. Авдюшин, А. Д. Данилов, Санкт-Петербург, Гидрометеоиздат, 1993 г.
2. Космическая погода и наша жизнь. Б. М. Владимирский, Н. А. ТемурьВ. В. Шаронов. 2004г.
3. В. В. Шаронов. "Солнце и его наблюдение", Гостехиздат, Москва, 1998г.
4. Бон Засов А. В., Постнов К. А. «Общая астрофизика», 2006г.
5. С. Б. Даренко «Космология и культура». 2008г
|
