Современная электроника №5/2023

ВОПРОСЫ ТЕОРИИ 59 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 5 / 2023 Рис . 1. Внутренний и внешний естественные радиационные пояса Земли Рис . 2. Распределение радиационных полей в районе Южно - Атлантической магнитной аномалии солнечной активности оценивается [5] на уровне 0,01÷1 протонов с энергией более 30 МэВ с флюенсом 10 10 см –2 . Интенсивность потоков ГКЛ изменя - ется в противофазе к 11- летним вари - ациям солнечного цикла , с уменьше - нием активности Солнца происходит увеличение потока частиц ГКЛ . При повышении уровня активности Солнца усиливается существующее в межпла - нетном пространстве магнитное поле , что затрудняет проникновение частиц ГКЛ в Солнечную систему [6]. Анало - гичная зависимость наблюдается при солнечных вспышках . Параметры потоков космических лучей приведены в табл . 1. Проникновение частиц ГКЛ и СКЛ внутрь магнитосферы Земли ограни - чивается экранирующим действием её геомагнитного поля . Это же явление создаёт наибольшую радиационную опасность для космиче - ских аппаратов . Магнитное поле Земли захватыва - ет заряженные частицы , в результате чего земная магнитосфера оказывает - ся заполненной электронами , прото - нами , а также ионами разных энергий , совокупность которых и составля - ет радиационные пояса . Радиацион - ные пояса Земли образуются ионос - ферой Земли , созданной в результате ионизации нейтральных атомов и молекул верхней атмосферы корот - коволновым солнечным излучением ( рентгеновским и др .), и захваченны - ми магнитным полем Земли заря - женными частицами с энергией от сотых долей до десятков миллионов электрон - вольт . Схема строения маг - нитосферы Земли в общих чертах при - ведена на рис 1. Внутренний радиационный пояс Земли состоит в основном из прото - нов с энергией 20…800 МэВ , внешний – из электронов с энергией до 1 МэВ , в периоды повышенной солнеч - ной активности их энергия увели - чивается до 10 МэВ , плотность пото - ков частиц может составлять до 10 6 …10 7 част /( см 2 ⋅ с ). Доза ионизирующего излучения , которую может накопить бортовая аппаратура при нахождении в радиа - ционном поясе в течение 5 лет , состав - ляет 5×10 4 …2×10 5 рад [6]. Это достаточ - но высокая доза . Радиационные пояса Земли имеют сложное асимметричное строение , определяемое структурой магнитно - го поля Земли [5]. Исследования радиационных усло - вий в околоземном космическом пространстве ведутся российскими учёными начиная с запуска второ - го искусственного спутника Земли в ноябре 1957 года . В Советском Сою - зе этими исследованиями руководил академик С . Н . Вернов . Американ - ские специалисты под руководством Дж . Ван Аллена в результате поле - тов американских ИСЗ Explorer-1 и Explorer-2 в феврале - марте 1958 года получили более полную информа - цию о радиационных условиях в кос - мическом пространстве и интерпре - тировали эти результаты достаточно близко к реальным условиям . Наи - более подробно радиационные пояса Земли исследовались с помощью 3- го советского ИСЗ , запущенного в мае . И хотя открытие и исследование ради - ационных поясов Земли принадлежит советским учёным не в меньшей сте - пени , чем американским , часто ради - ационные пояса Земли называют поя - сами Ван Аллена [7]. Следует обратить внимание , что ана - логичные радиационные пояса распо - ложены вокруг всех планет , имеющих магнитное поле . Среднее удаление от земной поверх - ности радиационных поясов Земли составляет 1000–1500 км . Но вблизи восточного побережья Южной Аме - рики существует область , в которой геомагнитное поле ослаблено . Поэто - му внутренняя граница РПЗ Земли опу - скается до высоты 300 км . Эта область называется Южно - Атлантической маг - нитной аномалией . На рис . 2 приведено пространствен - ное распределение радиации в районе Южно - Атлантической магнитной ано - малии согласно [8]. И хотя Международная космическая станция ( МКС ) защищена магнитным полем Земли от сильнейших радиаци - онных воздействий КП , на рис . 2 при - водится набор витков орбиты Меж - дународной космической станции над радиационно - опасной областью Южной Атлантической Магнитной Аномалии , которые в течение корот - кого промежутка времени МКС пересе - кают . Согласно американским исследо - ваниям [8], на МКС каждый астронавт получает в сутки дозу радиации при - мерно вдвое больше облучения паци - ента в поликлинике при рентгене груд - ной клетки , а средняя доза , получаемая космонавтом на МКС за полугодовую экспедицию , примерно равна средней дозе ликвидатора Чернобыльской ава - рии . И это примерно одна шестая от допустимой предельной дозы за всю карьеру космонавта . Эта величина создаётся преимуще - ственно за счёт пребывания станции в районе Южной Атлантики . Кроме того , дипольное магнитное поле Земли искажается во время магнитных бурь , в результате чего уменьшается мини - мальный энергетический порог отсека -