ヴァン・アレン帯
地球の赤道上空を中心とする放射能の強い領域
概要
編集ヴァン・アレン帯の起源と地球
編集ヴァン・アレン帯と宇宙飛行
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低軌道を超えると宇宙船はヴァン・アレン帯に入る。
ヴァン・アレン帯の内側と外側の間の領域は、地球半径2〜4にあり、﹁セーフゾーン﹂と呼ばれることもある。[3][4]
よくヴァン・アレン帯の放射線は簡単に遮蔽できると言われるが、実際には荷電粒子自体は遮蔽できても遮蔽体に当たった際ガンマ線や中性子線といった二次放射線が生じるため、防護は容易ではない。[5][6]
アポロ計画は、人間がヴァン・アレン帯を通過した最初の出来事だった。[7]この時問題なく通過できたのは、ヴァン・アレン帯を短時間で通過し、内側の放射線帯を迂回する軌道をとったためである。[8][9] 宇宙飛行士の全体的な被ばく量は、地球の磁場の外にある太陽粒子が多くを占めた。宇宙飛行士が受ける総放射線量はミッションごとに異なるが、0.16〜1.14 rad︵1.6〜11.4 mGy︶と測定され、米国原子力委員会の年間5レム(50 mSv)の基準をはるかに下回っている。[a][10]
ヴァン・アレン帯と人工衛星
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化学推進ではなくイオンエンジン等加速の小さい電気推進を用いて軌道を投入する場合、通過に時間がかかりその被ばく量は無視できないものとなる。[11]
比推力を落とし推力を増やせば通過日数を短縮できるがその分燃費は悪化する。
太陽電池、集積回路、およびセンサーは、放射線によって損傷を受ける可能性がある。地磁気嵐は時折宇宙船の電子部品に損傷を与える。電子回路と論理回路の小型化とデジタル化により、衛星は放射線に対してより脆弱になった。これらの回路の総電荷は、入ってくるイオンの電荷に匹敵するほど小さいためである。このためデータが書き換わったりする。衛星の電子機器は、確実に動作するために放射線に対して強化する必要がある。ハッブル宇宙望遠鏡は、放射線帯を通過するときにセンサーがオフになっていることがよくある。[12]放射帯を通過する楕円軌道︵320 x 32,190 km)で3 mmのアルミニウムで遮蔽された衛星は、年間約2,500レム︵25 Sv︶ (全身線量5Svで致命的)を被曝する。ほとんどすべての衛星は、内側の放射線帯を通過する間に被曝する。 [13]
軌道による違い
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国際宇宙ステーションのように1000km以下の低高度(LEO)であれば、線量は小さくCOTS(商用オフザシェルフ)も問題無く出来る。また軌道傾斜角が小さい方が有利である。
それ以上の高度になると、事前に放射線耐性をテストするなど"注意した上でのCOTS"(Careful COTS[14])が必要になる。[15][16]
陰謀論、予言での扱い
編集![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b4/Comparison_satellite_navigation_orbits.svg/300px-Comparison_satellite_navigation_orbits.svg.png)
脚注
編集注釈
編集- ^ For beta, gamma, and x-rays the absorbed dose in rads equals the dose equivalent in rem
出典
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(一)^ abcdefghiブリタニカ国際大百科事典2013小項目版﹁バンアレン帯﹂より。
(二)^ ブリタニカ国際大百科事典2013小項目版﹁オーロラ﹂より。
(三)^ “Earth's Radiation Belts with Safe Zone Orbit”. NASA/GSFC. 2009年4月27日閲覧。
(四)^ Weintraub, Rachel A. (2004年12月15日). “Earth's Safe Zone Became Hot Zone During Legendary Solar Storms”. NASA/GSFC. 2009年4月27日閲覧。
(五)^ “宇宙飛行士の放射線防護”. www.rada.or.jp. 2020年11月23日閲覧。
(六)^ “二次宇宙放射線 - ATOMICA -”. atomica.jaea.go.jp. 2020年11月23日閲覧。
(七)^ Bailey, J. Vernon. “Radiation Protection and Instrumentation”. Biomedical Results of Apollo. 2011年6月13日閲覧。
(八)^ “Apollo Rocketed Through the Van Allen Belts”. 2021年1月3日閲覧。
(九)^ Woods, W. David (2008). How Apollo Flew to the Moon. New York: Springer-Verlag. p. 109. ISBN 978-0-387-71675-6
(十)^ Bailey, J. Vernon. “Radiation Protection and Instrumentation”. Biomedical Results of Apollo. 2011年6月13日閲覧。
(11)^ “次世代宇宙プロジェクト調査事業報告”. 工業会活動. (平成27年6月).
(12)^ Weaver, Donna (18 July 1996). "Hubble Achieves Milestone: 100,000th Exposure" (Press release). Baltimore, MD: Space Telescope Science Institute. STScI-1996-25. 2009年1月25日閲覧。
(13)^ Ptak, Andy (1997年). “Ask an Astrophysicist”. NASA/GSFC. 2006年6月11日閲覧。
(14)^ “Microsemi’s Space Chip-Scale Atomic Clock Update: Customers Appreciate Careful COTS Design « Microsemi”. 2021年10月30日閲覧。
(15)^ “Figure 17. Radiation dosage in silicon over a 5 year mission in LEO and...” (英語). ResearchGate. 2021年10月30日閲覧。
(16)^ “Fig. 3 Number and distribution of objects in LEO and radiation dosage...” (英語). ResearchGate. 2021年10月30日閲覧。
関連項目
編集外部リンク
編集- Van Allen Belts」 - Encyclopedia of Cosmosにある「ヴァン・アレン帯」についての記事。 「