ভ্যান অ্যালেন বিকিরণ বেষ্টনী

উইকিপিডিয়া, মুক্ত বিশ্বকোষ থেকে
পরিভ্রমণে ঝাঁপ দিন অনুসন্ধানে ঝাঁপ দিন
এ ভিডিওটিতে ভ্যান এলেন বেষ্টনীর, কিভাবে আকারে ও তীব্রতার পরিবর্তন হয় তা একটি প্রস্থচ্ছেদের মাধ্যমে দেখানো হয়েছে।
ভ্যান অ্যালেন বিকিরণ বেল্ট একটি ক্রস অধ্যায়

ভ্যান অ্যালেন বিকিরণ বেল্ট হল শক্তিশালী চার্জিত কণাসমূহের এলাকা। এর মধ্যে অধিকাংশই সৌর বায়ু থেকে উদ্ভূত, যা গ্রহের চৌম্বকীয় ক্ষেত্র দ্বারা গ্রহ তার চারপাশে ধরে রাখে। পৃথিবীর এমন দুই ধরনের বেল্ট রয়েছে এবং কখনো কখনো সাময়িকভাবে অন্যান্যগুলো তৈরি হতে পারে। এই বেল্ট আবিষ্কারের কৃতিত্ব দেয়া হয় জেমস ভ্যান অ্যালেনকে। ফলস্বরূপ, পৃথিবীর বেল্টগুলি ভ্যান অ্যালেন বেল্ট নামে পরিচিত। পৃথিবীর দুইটি প্রধান বেল্ট পৃথিবীর পৃষ্ঠ অপেক্ষা ৬৪০ থেকে ৫৮,০০০ কি.মি. (৪০০ থেকে ৩৬,০৪০ মা.) উচ্চতায় বিস্তৃত। এ বিস্তৃতাংশে বিকিরণের তারতম্যও রয়েছে। বেল্টগুলি যেসব কণা দ্বরা তৈরি তার অধিকাংশই সৌর বায়ু থেকে আসে। আর বাকি কণাসমূহ আসে মহাজাগতিক রশ্মি থেকে। সৌর বায়ুকে আটকানোর মাধ্যমে, চৌম্বক ক্ষেত্র সেসকল শক্তিশালী কণাসমূহকে বিচ্যুত করে পৃথিবীর আবহাওয়ামণ্ডলকে ধ্বংস হওয়া থেকে রক্ষা করে।

বেল্টগুলো পৃথিবীর চৌম্বকীয় অঞ্চলের অভ্যন্তরীণ অংশে অবস্থিত। বেল্টগুলো শক্তিশালী ইলেকট্রন এবং প্রোটন এর ফাঁদস্বরূপ। অন্যান্য নিউক্লিয়াস, যেমন আলফা কণা, কম প্রভাবশালী। বেল্টগুলি স্যাটেলাইটের জন্য বিপদজনক। স্যাটেলাইটকে তাই এদের সংবেদনশীল যন্ত্রাংশগুলো পর্যাপ্ত সুরক্ষা দিয়ে সুরক্ষিত থাকতে হয় যদি তারা সেই অঞ্চলের কাছাকাছি উল্লেখযোগ্য সময় থাকে। ২০১৩ সালে, নাসা জানায় যে ভ্যান অ্যালেন প্রোবগুলি একটি ক্ষণস্থায়ী, তৃতীয় বিকিরণ বেল্ট আবিষ্কার করেছিল, যা চার সপ্তাহ ধরে পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল যতক্ষণ না এটি একটি শক্তিশালী, সূর্য থেকে আসা আন্তঃসীমান্তিক শক তরঙ্গের কারণে ধ্বংস হয়। [১]

আবিষ্কার[সম্পাদনা]

ক্রিশ্চিয়ান বার্কল্যান্ড, কার্ল স্টর্মার, এবং নিকোলাস ক্রিস্টোফিলোস মহাকাশ যুগ শুরুর আগে আটকে পড়া চার্জিত কণার সম্ভাবনা নিয়ে অনুসন্ধান করেন। ১৯৫৮ সালের শুরুতে আইওয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের জেমস ভ্যান অ্যালেনের অধীনে  এক্সপ্লোরার ১ এবং এক্সপ্লোরার ৩ বেল্টের অস্তিত্ব নিশ্চিত করেছিল। আটকে পড়া বিকিরণ সর্বপ্রথম এক্সপ্লোরার ৪, পাইনিয়ার ৩ এবং লুনা ১ দ্বারা মানচিত্রায়িত করা হয়েছিল।

ভ্যান অ্যালেন বেল্ট শব্দটি বিশেষত পৃথিবীর চারপাশে বিকিরণ বেল্টগুলিকেই বোঝায়। উল্লেখ্য, অনুরূপ বিকিরণ বেল্ট অন্যান্য গ্রহের চারপাশেও আবিষ্কার করা হয়েছে। সূর্য দীর্ঘমেয়াদী বিকিরণ বেল্টগুলিকে টিকতে দেয় না, কারণ চৌম্বকক্ষেত্রের জন্য প্রয়োজনীয় একটি স্থিতিশীল, বিশ্বব্যাপী, ডিপোলে ক্ষেত্রের সংকট রয়েছে। পৃথিবীর বায়ুমণ্ডল ২০০-১০০০ কিলোমিটারেরও (১২৪-৬২০ মাইল) বেশি অঞ্চলে বেল্টের কণাগুলিকে সীমাবদ্ধ রাখে, বেল্টগুলো পৃথিবীর ব্যাসার্ধের ৮ গুণের বেশি দূরত্বের ভেতরেই থাকে। বেল্টগুলি এমন আয়তনের মধ্যে সীমাবদ্ধ থাকে যেন আকাশমণ্ডলীয় উপগ্রহের উভয় পাশে 65° বিস্তৃত থাকে।

গবেষণা[সম্পাদনা]

বৃহস্পতির পরিবর্তনশীল বিকিরণ বেল্ট

নাসার ভ্যান অ্যালেন প্রোবের মিশনের লক্ষ্য ছিল সৌরবায়ুর প্রভাবে স্থিতিস্থাপক ইলেকট্রন ও আয়নসমূহ কিভাবে গঠিত হয় এবং পরিবর্তিত হয় তা পর্যবেক্ষণ করা। নাসা ইনস্টিটিউট ফর অ্যাডভান্সড কনসেপ্টস এর আর্থিক সহায়তায় স্টাডিজগুলি পৃথিবীর ভ্যান অ্যালেন বেল্টগুলিতে প্রাকৃতিকভাবে সংঘটিত অ্যান্টিমিটার সংগ্রহের জন্য চৌম্বকীয় স্কুপ প্রস্তাব করেছে, যদিও পুরো বেল্টে প্রায় 10 মাইক্রোগ্রাম আন্ট্রিপ্রোটন বিদ্যমান।

ভ্যান অ্যালেন প্রোবস মিশনটি সফলভাবে ৩০ আগস্ট, ২০১২ তে চালু হয়েছিল। [২] প্রাথমিক মিশনটি দুই বছর স্থায়ী হওয়ার লক্ষ্যমাত্রা রয়েছে। তবে আশা করা হচ্ছে চার বছর ব্যয়যোগ্য হবে। নাসার গড্ডার্ড স্পেস ফ্লাইট সেন্টার লিভিং উইথ স্টার প্রোগ্রাম পরিচালনা করে, যেখানে সোলার ডায়নামিক্স অবজারভেটরি (এসডিও) সহ ভ্যান অ্যালেন প্রোবস একটি প্রকল্প। অ্যাপ্লাইড ফিজিক্স ল্যাবরেটরি ভ্যান অ্যালেন প্রোবের প্রয়োগ ও সরঞ্জাম পরিচালনার দায়িত্বে রয়েছে। [৩]

সৌরজগতে অন্যান্য গ্রহ এবং চাঁদের আশেপাশেও রেডিয়েশন বেল্ট রয়েছে যেগুলোর চৌম্বকীয় ক্ষেত্রগুলি তাদের ধরে রাখতে যথেষ্ট শক্তিশালী। আজ অবধি, এই বিকিরণ বেল্টগুলির বেশিরভাগই দুর্বলভাবে চিহ্নিত ও চিত্রায়ণ করা হয়েছে। ভয়েজার প্রোগ্রাম (ভয়েজার ২) কেবলমাত্র ইউরেনাস এবং নেপচুনের আশেপাশের অনুরূপ বেল্টগুলির অস্তিত্ব নামেমাত্র নিশ্চিত করেছে।

অভ্যন্তরীণ বেষ্টনী[সম্পাদনা]

পৃথিবীর চারদিকে দুটি রেডিয়েশন বেল্টের পৃথক পৃথকভাবে অঙ্কণ: অভ্যন্তরীণ বেষ্টনী (লাল) প্রোটন দ্বারা এবং বাইরের বেষ্টনী (নীল) ইলেক্ট্রন দ্বারা নিয়ন্ত্রিত। চিত্র কৃতজ্ঞতা: নাসা

অভ্যন্তরীণ ভ্যান অ্যালেন বেষ্টনী সাধারণত ০.২ থেকে ২ গুণ পৃথিবীর ব্যাসার্ধের বা ১,০০০ কিমি (৬২০ মাইল) থেকে ১২,০০০ কিলোমিটার (৭,৫০০ মাইল) উচ্চতা পর্যন্ত বিস্তৃত হয়। কিছু ক্ষেত্রে যখন সৌরক্রিয়া শক্তিশালী হয়ে ওঠে বা দক্ষিণ আটলান্টিক অ্যানোমালির মতো ভৌগলিক অঞ্চলে, অভ্যন্তরীণ সীমাটি পৃথিবীর পৃষ্ঠ থেকে প্রায় ২০০ কিলোমিটার উপর পর্যন্ত নেমে আসতে পারে। অভ্যন্তরীণ বেষ্টনী কয়েক শত কিলো-ইলেক্ট্রোভোল্ট ঘনত্ববিশিষ্ট এবং শক্তিশালী প্রোটনগুলির শক্তিসীমা ১০০ মেগা-ইলেক্ট্রোভোল্ট ছাড়িয়ে যায়। এরা শক্তিশালী (বাইরের বেষ্টনীগুলির সাথে সম্পর্কিত) চৌম্বকীয় ক্ষেত্রগুলির দ্বারা আটকা পড়ে।

এটি বিশ্বাস করা হয় যে, নিম্ন উচ্চতায় নিচের দিকের বেষ্টনীগুলিতে প্রোটনের শক্তি ৫০ মেগাইলেক্ট্রোভোল্ট ছাড়িয়ে যায়। এর কারণ হিসেবে ধরা হয়, উপরের বায়ুমণ্ডলের নিউক্লিয়াসের সাথে মহাজাগতিক রশ্মির সংঘর্ষের ফলে সৃষ্টি হওয়া নিউট্রনের বিটা ক্ষয়কে। ভূ-চৌম্বকীয় ঝড়ের সময় চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের পরিবর্তনের কারণে নিম্ন শক্তির প্রোটনের উৎস হিসেবে বিবেচনা করা হয় প্রোটন বিকিরণকে।

পৃথিবীর জ্যামিতিক কেন্দ্র থেকে বেল্টগুলির সামান্য বিচ্যুতির কারণে, অভ্যন্তরীণ ভ্যান অ্যালেন বেষ্টনীর নিকটতম অবস্থান দক্ষিণ আটলান্টিক অ্যানোমালিতে। [৪] [৫]

মার্চ ২০১৪ তে, রেডিয়েশন বেল্ট স্টর্ম প্রোবস আয়ন কম্পোজিশন এক্সপেরিমেন্টের (আরবিএসপিআইসিই) ভ্যান অ্যালেন প্রোবসের মাধ্যমে রেডিয়েশন বেষ্টনীগুলিতে "জেব্রা ডোরাদাগ" এর অনুরূপ একটি প্যাটার্ন লক্ষ্য করা গিয়েছিল। প্রতিবেদনে কারণ উল্লেখ করা হয়েছিল, পৃথিবীর চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের অক্ষের ঝুঁকে থাকায়, গ্রহের আবর্তন এক ধরনের দোলন দেয়। ফলে দুর্বল বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র পুরো অভ্যন্তরীণ রেডিয়েশন বেল্টের মধ্য দিয়ে প্রবেশ করে। [৬] পরবর্তীতে এটি প্রদর্শিত হয়েছিল যে জেব্রা ডোরাগুলি আসলে রেডিয়েশনের বেষ্টনীগুলিতে আয়নোস্ফেরিক বাতাসের ছাপ রাখে। [৭]

বহির্বেষ্টনী[সম্পাদনা]

সৌরবায়ুর উপর ভ্যান অ্যালেন বেষ্টনীর প্রভাব পরীক্ষাগার সিমুলেশন; এই অরোরার মতো বার্কল্যান্ড কারেন্ট বিজ্ঞানী ক্রিস্টিয়ান বার্কল্যান্ড তার টেরেলার মধ্যে তৈরি করেছিলেন চৌম্বকায়িত অ্যানোড গ্লোবে একটি বায়ুশূন্য চেম্বারের মধ্যে।

বাইরের বেল্টটি মূলত উচ্চশক্তির (০.০-১০ MeV) ইলেক্ট্রনকে পৃথিবীর চৌম্বকীয়মণ্ডল দ্বারা আটকে রাখে। এটি অভ্যন্তরীণ বেল্টের চেয়েও পরিবর্তনশীল কারণ এটি সৌরক্রিয়া দ্বারা আরও সহজে প্রভাবিত হয়। এটি আকারে প্রায় টোরাস আকৃতির। এর সর্বাধিক তীব্রতা সাধারণত প্রায় 4-5 RE (RE =পৃথিবীর ব্যাসার্ধ) দূরত্বে পাওয়া যায়। বাইরের ইলেকট্রন বিকিরণ বেল্ট বেশিরভাগই অভ্যন্তরীণ রেডিয়াল বিকিরণের কারণে উত্পাদিত হয়। [৮][৯] বিকিরণ বেষ্টনীর ইলেক্ট্রনগুলি নিয়মিতভাবে পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের সাথে সংঘর্ষে, ম্যাগনেটোপজ এবং এর বহির্মুখী বিকিরণের কারণে অপসারিত হয়ে যায়।[১০]

২০১৪ সালে আবিষ্কার করা হয়, বাইরের বেষ্টনীর অভ্যন্তরীণ প্রান্তটি খুবই তড়িৎগতিতে রূপান্তরিত হয়, যার নীচে অতীব আপেক্ষিকতাবিশিষ্ট ইলেকট্রন (> 5MeV) প্রবেশ করতে পারে না। [১১] এই ঢালধর্মী বা প্রতিরোধী আচরণের কারণ ভালভাবে বোঝা যায় না।

বাইরের বেল্টের আটকে থাকা কণাসংখ্যার তারতম্য রয়েছে, এতে ইলেকট্রন এবং বিভিন্ন আয়ন রয়েছে। আয়নগুলির বেশিরভাগই এনার্জেটিক প্রোটন আকারে, তবে একটি নির্দিষ্ট শতাংশ আলফা কণা এবং ও+ অক্সিজেন আয়ন, আয়নোস্ফিয়ারের মতো তবে অনেক বেশি শক্তিশালী। রিং কারেন্ট কণাগুলি সম্ভবত একাধিক উত্স থেকে এসেছে— আয়নগুলির মিশ্রণটি সে ধারণা দেয়।

বাইরের বেষ্টনী বা বেল্টটি অভ্যন্তরীণ বেল্টের চেয়ে বড় হয়। এর কণাসংখ্যা বড় পরিসরে কম-বেশি হয়। জেনোম্যাগনেটিক ঝড়ের প্রতিক্রিয়ায় এনার্জেটিক (রেডিয়েশন) কণাপ্রবাহ নাটকীয়ভাবে বৃদ্ধি বা হ্রাস পেতে পারে, যা তারা নিজেই সূর্যের দ্বারা উৎপাদিত চৌম্বকীয় ক্ষেত্র এবং প্লাজমা বিঘ্ন দ্বারা পরিচালিত হয়। ঝড়-সংক্রান্ত অনুপ্রবেশ এবং চৌম্বকীয়মণ্ডলের শেষাংশের কণার ত্বরণের কারণে এই বৃদ্ধি ঘটে।

২৮ ফেব্রুয়ারি, ২০১৩ তে, উচ্চ-শক্তির আলট্রারিলেটিভেস্টিক চার্জযুক্ত কণা সমন্বিত একটি তৃতীয় বিকিরণ বেল্ট আবিষ্কার হয়েছিল বলে জানা যায়। নাসার ভ্যান অ্যালেন প্রোব টিমের একটি সংবাদ সম্মেলনে বলা হয়েছিল যে, এই তৃতীয় বেল্টটি সূর্য থেকে করোনাল ভর নির্গমনের ফল। এটি একটি পৃথক সৃষ্টি হিসাবে উপস্থাপন করা হয়েছে যা বহির্বেষ্টনী বা বাইরের বেল্টকে ছুরির মতো বাইরের দিক দিয়ে বিভক্ত করে এবং এক মাসের জন্য কণার স্টোরেজ ধারক হিসাবে পৃথকভাবে উপস্থিত থাকে। এটি ঘটে পুনরায় একবার বহির্বেষ্টনীর সাথে মিলে যাওয়ার আগে। [১২]

এই তৃতীয় বেষ্টনীটি অস্বাভাবিক রকম স্থায়ী। চিরায়ত বহির্বেষ্টনী থেকে হারানো আল্ট্রারিলেটিভিস্টিক কণাদের তৈরি পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্রের কারণে এটি আটকে আছে বলে ব্যাখ্যা করা হয়। বাইরের অংশের বেল্টটি দিনের পার্থক্যে গঠিত ও উধাও হয়ে যায়, অর্থাৎ, আবহাওয়া মণ্ডলের সাথে তীব্রভাবে তারতম্য মিথস্ক্রিয়া বজায় রাখে। কিন্তু তৃতিয় বেল্টের আল্ট্রারিলেটিভিস্টিক কণাগুলো আবহাওয়ামণ্ডলে বিচ্ছুরিত হয় না। এরা নিম্ন আবহাওমণ্ডলীয় তরঙ্গের সাথে মিথস্ক্রিয়া করার জন্য একটু বেশিই শক্তিশালী।[১৩] এই বিচ্ছুরণের অনুপস্থিতি এবং আটকা পড়ার ফলে এগুলি দীর্ঘকাল ধরে টিকে থাকে। কেবলমাত্র সূর্য থেকে আসা শকওয়েভ এদের ধ্বংস করতে পারে।

প্রবাহের মান[সম্পাদনা]

বেষ্টনীগুলিতে, কোনো নির্দিষ্ট বিন্দুতে, নির্দিষ্ট শক্তির কণাপ্রবাহ শক্তির সাথে তুলনায় আচমকা হ্রাস পেতে থাকে।

চৌম্বকীয় নিরক্ষীয় অঞ্চলে, যেসব ইলেকট্রনের ৫০০ কিলোইলেক্ট্রোভোল্ট এর বেশি শক্তিশালী সেগুলোর সর্বমুখী প্রবাহের মান প্রতি সেকেন্ডে প্রতি বর্গ সেন্টিমিটারে 1.2 × 106 থেকে 9.4 × 109 কণা প্রবাহিত হয়।

প্রোটন বেষ্টনীগুলিতে প্রায় 100 keV থেকে 400 MeV শক্তির প্রোটন থাকে যা 0.6 মাইক্রোমিটার থেকে 143 মিলিমিটার সীসা ভেদ করে যেতে পারে।[১৪]

অভ্যন্তরীণ এবং বাইরের বেল্টগুলির জন্য অধিকাংশ প্রকাশিত প্রবাহের মানগুলি সম্ভাব্য প্রবাহের মান আন্দাজ করা দুরূহ। এই অমিলের একটা কারণ রয়েছে: প্রবাহের ঘনমাত্রা এবং প্রবাহের সর্বোচ্চ মান পরিবর্তনশীল, প্রাথমিকভাবে নির্ভর করে সৌরক্রিয়ার উপর। এই বেল্টগুলিকে পর্যবেক্ষণ করা পর্যাপ্ত যন্ত্রপাতিসংকুল মহাকাশযানও সীমিতসংখ্যক। বৈজ্ঞানিক যন্ত্রসম্বলিত মহাকাশযান স্থাপনের পর পৃথিবী এখনো ক্যারিংটন ইভেন্টের তীব্রতা এবং ব্যাপ্তির সমান সৌরক্রিয়া ঘটে নি।

অভ্যন্তরীণ এবং বাইরের ভ্যান অ্যালেন বেষ্টনীর মধ্যকার প্রবাহের মানের পার্থক্যের কথা বাদ দিলেও, সেখানের বিটা রেডিয়েশন মাত্রা দীর্ঘসময় মানুষের থাকার জন্য ক্ষতিকর। অ্যাপোলো মিশনগুলোয় এই বিকিরণের বিপদ প্রশমনে বহির্বেষ্টনী দিয়ে উচ্চবেগে যানকে পাঠানো হয়েছিল। একই সাথে অভ্যন্তরীণ বেষ্টনীকে সম্পূর্ণভাবে বাইপাস করা হয়েছিল। কেবলমাত্র অ্যাপোলো ১৪ মিশনে মহাকাশযানের গতিপথ ছিল আটকে পড়া বিকিরণ বেষ্টনীর মধ্য দিয়ে (তৃতীয় বেল্ট)। [৪] [১৫] [১৬] [১৭]

প্রতিকণা বন্দি[সম্পাদনা]

২০১১ সালে, একটি সমীক্ষা ভ্যান অ্যালেন বেল্ট যে প্রতিকণা আবদ্ধ করে ফেলতে পারে সে অনুমিত ধারণাকে নিশ্চিত করে। পেইলোড অ্যান্টিমেটার ম্যাটার এক্সপ্লোরেশন এবং লাইট-নিউক্লাই অ্যাস্ট্রোফিজিক্স (পামেলা) পরীক্ষণের মাধ্যমে দক্ষিণ আটলান্টিক অ্যানোমালি দিয়ে যাওয়ার সময় কণার ক্ষয়ের যে উপাত্ত পাওয়া গিয়েছে তা অনুমিত মাত্রার চেয়ে কয়েকগুণ বেশি। এই নতুন উপাত্ত সিদ্ধান্ত দেয় যে, ভ্যান অ্যালেন বেল্টগুলি পৃথিবীর উপরিমণ্ডলে মহাজাগতিক রশ্মির সাথে মিথস্ক্রিয়ায় তাৎপর্যপূর্ণ পরিমাণে অ্যান্টিপ্রোটন উৎপাদন করে।[১৮] এখানে পাওয়া অ্যান্টিপ্রোটনগুলোর শক্তি পরিসর পাওয়া গিয়েছে 60-750 MeV।

নাসা ইনস্টিটিউট ফর অ্যাডভান্সড কনসেপ্টস কর্তৃক অর্থায়ন করা গবেষণাটি এই সিদ্ধান্তে পৌঁছেছে যে মহাকাশযান চালনার জন্য এই অ্যান্টিপ্রোটনগুলি ব্যবহার করা সম্ভব হবে। গবেষকরা বিশ্বাস করেছিলেন যে সার্নে এন্টিপ্রোটন জেনারেশনের ক্ষেত্রে এই পদ্ধতির সুবিধাগুলি থাকবে, কারণ এদের উৎপত্তিস্থল থেকে কণা সংগ্রহ করায় হাজির হয় পরিবহন ত্রুটির সমস্যা এবং সেটা ব্যয়সাপেক্ষ। বৃহস্পতি এবং শনিও প্রতিকণা সংগ্রহের সম্ভাব্য উৎস, তবে পৃথিবীর বেল্টটাই সবচেয়ে উৎপাদনশীল। বৃহস্পতি বায়ুমণ্ডলের কারণে এটির চৌম্বকীয় বাধায় বৃহস্পতিকে আমরা পাই প্রত্যাশার চেয়ে কম উৎপাদনশীল উৎস হিসেবে। ২০১৯ সালে সিএমএস ঘোষণা করেছিল যে এমন একটি ডিভাইস তৈরি করা হবে যা এই কণাগুলি সংগ্রহ করতে সক্ষম হবে।[তথ্যসূত্র প্রয়োজন] নাসা এই ডিভাইসটি উক্ত কণাসমূহ সংগ্রহ করতে এবং বিশ্বব্যাপী বিভিন্ন প্রতিষ্ঠানে আরও পরীক্ষার জন্য পরিবহণের জন্য ব্যবস্থা করবে। এই তথাকথিত "অ্যান্টিম্যাটার-ধারক" ভবিষ্যতে শিল্পখাতের উদ্দেশ্যেও ব্যবহার করা যেতে পারে। [১৯] [ উদ্ধৃতি প্রয়োজন ]

মহাকাশ ভ্রমণের প্রভাব[সম্পাদনা]

পৃথিবীর নিম্ন কক্ষপথের ওপারে ভ্রমণকারী মহাকাশযান ভ্যান অ্যালেন বেল্টের বিকিরণ অঞ্চলে প্রবেশ করে। বেল্টের বাইরে, এরা মহাজাগতিক রশ্মি এবং সৌর কণার ঘটনার বাড়তি বিপদের মুখোমুখি হয়। অভ্যন্তরীণ এবং বাইরের ভ্যান অ্যালেন বেল্টগুলির মধ্যে থাকা একটি অঞ্চল পৃথিবীর দুই থেকে চার গুণ ব্যাসার্ধের মধ্যে অবস্থিত এবং কখনও কখনও "নিরাপদ অঞ্চল" হিসাবে পরিচিত। [২০] [২১]

সৌর কোষ, সমন্বিত বর্তনী এবং সেন্সরসমূহ বিকিরণের ফলে ক্ষতিগ্রস্থ হতে পারে। ভূ-চৌম্বকীয় ঝড় মাঝে মাঝে মহাকাশযানের ইলেকট্রনিক উপাদানসমূহের ক্ষতি করে। ইলেক্ট্রনিক্স এবং লজিক সার্কিটগুলির ক্ষুদ্রাকরণ ও ডিজিটাইজেশন স্যাটেলাইটগুলোকে বিকিরণের প্রতি আরও ঝুঁকিপূর্ণ করেছে, কারণ এই সার্কিটগুলিতে মোট বৈদ্যুতিক চার্জ এখন যথেষ্ট ক্ষুদ্র যা আগত আয়নগুলির চার্জের সাথে তুলনীয় হতে পারে। উপগ্রহের ইলেকট্রনিক্সকে নির্ভরযোগ্যভাবে পরিচালনার জন্য বিকিরণের বিরুদ্ধে শক্ত করতে হবে। অন্যান্য উপগ্রহের মধ্যে, হাবল স্পেস টেলিস্কোপ তীব্র বিকিরণের অঞ্চলগুলির মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় প্রায়শই সেন্সরগুলিকে বন্ধ করে দেয়। [২২] একটি স্যাটেলাইটকে ৩ মিলিমিটার পুরু অ্যালুমিনিয়াম দিয়ে একটি উপবৃত্তাকার পথে সুরক্ষিত (২০০ বাই ২০,০০০ মাইল (৩২০ বাই ৩২,১৯০ কিমি)) থাকলে এটি অতিক্রম করার সময় প্রতি বছর ২৫০০ রঞ্জন সমতুল্য মানুষের (২৫ এসভি ) আয়োনাইজেশন বিকিরণের ক্ষতি হবে। (তুলনার জন্য, ৫ এসভি এর একটি পূর্ণ দেহের ডোজ মারণাত্মক)। প্রায় সম্পূর্ণ বিকিরণই অভ্যন্তরীণ বেল্টটি অতিক্রম করার সময় পাওয়া যাবে। [২৩]

অ্যাপোলো মিশন এর প্রথম ইভেন্টটিকে চিহ্নিত করেছিল এমন স্থানে যেখানে মানুষ ভ্যান অ্যালেন বেল্টগুলির মধ্য দিয়ে ভ্রমণ করেছিল, যা মিশন পরিকল্পনাকারী কর্তৃক বেশ কয়েকটি বিকিরণের ঝুঁকির মধ্যে একটি হিসেবে পরিচিত ছিল। [২৪] নভোচারীরা ভ্যান অ্যালেন বেল্টগুলির মধ্য দিয়ে অল্প সময়ে অতিক্রম করে ফেলায় তাদের উপর ঝুঁকি প্রকট ছিল না। অ্যাপোলো ফ্লাইটের গতিপথগুলিতে বাইরের বেল্টগুলির পাতলা অঞ্চলগুলির মধ্য দিয়ে অতিক্রম করানো হয়েছে। সম্পূর্ণভাবে এড়িয়ে যাওয়া হয়েছে অভ্যন্তরীণ বেল্টকে। [১৬] [২৫]

সামগ্রিকভাবে নভোচারীরা প্রকৃতপক্ষে একবার পৃথিবীর চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের বাইরে সৌর কণায় উন্মুক্ত ছিল। বিভিন্ন মিশনে মহাকাশচারীদের বিকিরণের কবলে পড়ার পরিমাণ বিভিন্ন। তবে এ মানের পরিসর 0.16 থেকে 1.14 রেডের (1.6 থেকে  11.4 মাইক্রোগ্রে ) যা 5 টি রেম এর মানের তুলনায় অনেক কম বিকিরণ ঝুঁকির যারা তেজস্ক্রিয়তার সাথে কাজ করে এমন লোকদের জন্য। [২৪]

কারণসমূহ[সম্পাদনা]

এটি সাধারণত বোঝা যায় যে, অভ্যন্তরীণ এবং বহিরাগত ভ্যান অ্যালেন বেল্টগুলোর প্রভাব বিভিন্ন প্রক্রিয়া থেকে আসে। অভ্যন্তরীণ বেল্ট, প্রধানত শক্তিশালী প্রোটন সমন্বিত, তথাকথিত "আলবেডো" নিউট্রনগুলির ক্ষয়ের উৎপাদ যা পৃথিবীর উপরস্তরের বায়ুমণ্ডলে মহাজাগতিক রশ্মির সংঘর্ষের ফলে ঘটে। বাইরের বেল্টটি মূলত ইলেক্ট্রন নিয়ে গঠিত। এগুলি উৎসারিত হয় ভূ-চৌম্বকীয় ঝড় এবং ভূ-চৌম্বকীয় লেজ থেকে। পরবর্তীতে তরঙ্গ-কণা মিথস্ক্রিয়ার দ্বারা প্রবলভাবে সক্রিয় হয়।

অভ্যন্তরীণ বেল্টে, সূর্য থেকে উত্পন্ন কণাগুলি পৃথিবীর চৌম্বকীয় অঞ্চলে আটকা পড়ে। কণা প্রবাহগুলি চৌম্বকীয় রেখার সাথে সর্পিল হয়ে তারা এই রেখাগুলির সাথে "দ্রাঘিমাংশে" সরে যায়। কণাগুলি খুঁটির দিকে অগ্রসর হওয়ার সাথে সাথে চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের রেখার ঘনত্ব বৃদ্ধি পায় এবং তাদের "অনুদৈর্ঘ্য" বেগটি ধীর হয়ে যায় এবং বিপরীত ঘটনাও হতে পারে, এটি কণাকে প্রতিফলিত করে এবং তাদেরকে পৃথিবীর মেরুগুলির মাঝে সামনে-পিছনে লাফিয়ে সরিয়ে দেয়। [২৬] ফ্লাক্স রেখাগুলির সাথে গতিশীল ও সর্পিল হয়ে থেকে, ইলেক্ট্রনগুলি পূর্ব দিকে দিকে ধীরে অগ্রসর হয়, আর আয়নগুলি পশ্চিম দিকে গতিশীল হয়।

অভ্যন্তরীণ এবং বাহ্যিক ভ্যান অ্যালেন বেল্টসমূহের মধ্যে একটু ফাঁকা স্থান, কখনও কখনও নিরাপদ অঞ্চল বা সেইফ স্লট নামে পরিচিত। এটি তৈরি হও্যার কারণ খুব নিম্ন কম্পাঙ্ক (Very Low Frequency) তরঙ্গগুলি বিনতি কোণে কণাদের বিচ্ছুরিত করে বায়ুমণ্ডলে। সৌর ঝড়গুলো এই ফাঁক দিয়ে কণাদের চালান করতে পারে। তবে কয়েক দিনের মধ্যে সেগুলি আবার নিষ্কাশিত হয়ে যায়। প্রাথমিকভাবে রেডিও তরঙ্গগুলি বিকিরণ বেল্টগুলিতে আন্দোলনের দ্বারা উৎপন্ন বলে ধারণা করা হয়েছিল, তবে গড্ডার্ড স্পেস ফ্লাইট সেন্টারের জেমস এল গ্রিনের সাম্প্রতিক কাজটি মাইক্রোল্যাব 1 মহাকাশযান দ্বারা সংগৃহীত বজ্রপাতের রেডিওর তরঙ্গ সম্পর্কিত ডেটার সাথে তুলনা করে ইমেইজ মহাকাশযানের উপাত্ত থেকে ধারণা করা হয় যে, এরা প্রকৃতপক্ষে পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের মধ্যে বজ্রপাতের দ্বারা উৎপাদিত হয়েছিল। আয়নোস্ফিয়ার তৈরি করা রেডিও তরঙ্গগুলি কেবলমাত্র উচ্চ অক্ষাংশে অতিক্রম করার জন্য সঠিক কোণে আয়নোস্ফিয়ার তৈরি করে, যেখানে ওই ফাঁকের নীচের প্রান্তটি উপরের বায়ুমণ্ডলে পৌঁছে। এই ফলাফলগুলি এখনও বৈজ্ঞানিক বিতর্কের মধ্যে রয়েছে।

প্রস্তাবিত অপসারণ[সম্পাদনা]

হাই ভোল্টেজ অরবিটিং লং টেথার বা হাইভোল্ট হল রাশিয়ান পদার্থবিদ ভি ভি ড্যানিলভ প্রস্তাবিত ধারণা। পৃথিবীর চারপাশে ঘেরা ভ্যান অ্যালেন রেডিয়েশন বেল্টের রেডিয়েশন ক্ষেত্রগুলি নিষ্কাশন ও অপসারণের জন্য[২৭] [২৮] এ ধারণাকে পরিমার্জন করেছেন রবার্ট পি হয়েট এবং রবার্ট এল ফরোয়ার্ড। একটি প্রস্তাবিত রূপরেখা অনুযায়ী পাঁচটি ১০০ কিলোমিটার দীর্ঘ পরিবাহী তার যেগুলো স্যাটেলাইট থেকে অবমুক্ত করা হবে এবং আহিত করা হবে উচ্চ ভোল্টেজে। এর ফলে আহিত কণাগুলি পরিবাহী তারের মুখোমুখি হলে তাদের পিচ অ্যাঙ্গেল বা বিনতি কোণ পরিবর্তিত হবে; সময়ের ব্যবধানে অভ্যন্তরীণ বেল্টের মিলিয়ে যাবে। হয়েট এবং ফরোয়ার্ডের কোম্পানী, টেথারস আনলিমিটেড, ২০১১ সালে প্রাথমিক বিশ্লেষণ সিমুলেশন সম্পন্ন করে এবং একটি তাত্ত্বিক বিকিরণ প্রবাহ প্রশমনের তালিকা পেশ করে, বর্তমান অবস্থার 1% এরও কমে আসবে যেসব নিম্ন উচ্চতার কক্ষপথের বস্তুকে অভ্যন্তরীণ বেল্ট ঝুঁকির মুখে রাখে।[২৯]

আরো দেখুন[সম্পাদনা]

  • পৃথিবীর চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের ডাইপোল মডেল
  • এল-শেল
  • কৃত্রিম বিকিরণ বেল্টগুলির তালিকা
  • প্লাজমা (পদার্থবিজ্ঞান) নিবন্ধগুলির তালিকা
  • মহাকাশ আবহাওয়া

তথ্যসূত্র[সম্পাদনা]

  1. Phillips, Tony, সম্পাদক (ফেব্রুয়ারি ২৮, ২০১৩)। "Van Allen Probes Discover a New Radiation Belt"Science@NASANASA। সংগ্রহের তারিখ ২০১৩-০৪-০৫ 
  2. Zell, Holly, সম্পাদক (আগস্ট ৩০, ২০১২)। "RBSP Launches Successfully – Twin Probes are Healthy as Mission Begins"। NASA। সংগ্রহের তারিখ ২০১২-০৯-০২ 
  3. "Construction Begins!"The Van Allen Probes Web SiteThe Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory। জানুয়ারি ২০১০। ২০১২-০৭-২৪ তারিখে মূল থেকে আর্কাইভ করা। সংগ্রহের তারিখ ২০১৩-০৯-২৭ 
  4. "The Van Allen Belts"। NASA/GSFC। সংগ্রহের তারিখ ২০১১-০৫-২৫ 
  5. Underwood, C.; Brock, D. (ডিসেম্বর ১৯৯৪)। "Radiation Environment Measurements with the Cosmic Ray Experiments On-Board the KITSAT-1 and PoSAT-1 Micro-Satellites": 2353–2360। doi:10.1109/23.340587 
  6. "Twin NASA probes find 'zebra stripes' in Earth's radiation belt"Universe Today। ২০১৪-০৩-১৯। সংগ্রহের তারিখ ২০ মার্চ ২০১৪ 
  7. Lejosne, S.; Roederer, J.G. (২০১৬)। "The "zebra stripes": An effect of F region zonal plasma drifts on the longitudinal distribution of radiation belt particles": 507–518। doi:10.1002/2015JA021925 
  8. Elkington, S. R.; Hudson, M. K. (মে ২০০১)। Enhanced Radial Diffusion of Outer Zone Electrons in an Asymmetric Geomagnetic FieldAmerican Geophysical Union 
  9. Shprits, Y. Y.; Thorne, R. M. (২০০৪)। "Time dependent radial diffusion modeling of relativistic electrons with realistic loss rates": L08805। doi:10.1029/2004GL019591 
  10. Horne, Richard B.; Thorne, Richard M. (২০০৫)। "Wave acceleration of electrons in the Van Allen radiation belts": 227–230। doi:10.1038/nature03939PMID 16148927 
  11. D. N. Baker & A. N. Jaynes (২৭ নভেম্বর ২০১৪)। "An impenetrable barrier to ultrarelativistic electrons in the Van Allen radiation belts"। Nature515। পৃষ্ঠা 531–534। doi:10.1038/nature13956 
  12. ইউটিউবে NASA's Van Allen Probes Discover Third Radiation Belt Around Earth
  13. Shprits, Yuri Y.; Subbotin, Dimitriy (২০১৩)। "Unusual stable trapping of the ultrarelativistic electrons in the Van Allen radiation belts": 699–703। doi:10.1038/nphys2760 
  14. Hess, Wilmot N. (১৯৬৮)। The Radiation Belt and Magnetosphere। Blaisdell Pub. Co.। এলসিসিএন 67019536ওসিএলসি 712421  অজানা প্যারামিটার |শিরোনাম-সংযোগ= উপেক্ষা করা হয়েছে (সাহায্য)
  15. Modisette, Jerry L.; Lopez, Manuel D. (জানুয়ারি ২০–২২, ১৯৬৯)। Radiation Plan for the Apollo Lunar Missiondoi:10.2514/6.1969-19। AIAA Paper No. 69-19। 
  16. "Apollo Rocketed Through the Van Allen Belts" 
  17. "Apollo 14 Mission Report, Chapter 10"www.hq.nasa.gov। সংগ্রহের তারিখ ২০১৯-০৮-০৭ 
  18. Adriani, O.; Barbarino, G. C. (২০১১)। "The Discovery of Geomagnetically Trapped Cosmic-Ray Antiprotons": L29। arXiv:1107.4882অবাধে প্রবেশযোগ্যdoi:10.1088/2041-8205/737/2/L29 
  19. James Bickford, Extraction of Antiparticles Concentrated in Plaetary Magnetic Fields, NIAC phase II report, Draper Laboratory, August 2007.
  20. "Earth's Radiation Belts with Safe Zone Orbit"। NASA/GSFC। সংগ্রহের তারিখ ২০০৯-০৪-২৭ 
  21. Weintraub, Rachel A. (ডিসেম্বর ১৫, ২০০৪)। "Earth's Safe Zone Became Hot Zone During Legendary Solar Storms"। NASA/GSFC। সংগ্রহের তারিখ ২০০৯-০৪-২৭ 
  22. Weaver, Donna (জুলাই ১৮, ১৯৯৬)। "Hubble Achieves Milestone: 100,000th Exposure" (সংবাদ বিজ্ঞপ্তি)। Baltimore, MD: Space Telescope Science Institute। সংগ্রহের তারিখ ২০০৯-০১-২৫ 
  23. Ptak, Andy (১৯৯৭)। "Ask an Astrophysicist"। NASA/GSFC। সংগ্রহের তারিখ ২০০৬-০৬-১১ 
  24. Bailey, J. Vernon। "Radiation Protection and Instrumentation"Biomedical Results of Apollo। সংগ্রহের তারিখ ২০১১-০৬-১৩ 
  25. Woods, W. David (২০০৮)। How Apollo Flew to the MoonSpringer-Verlag। পৃষ্ঠা 109। আইএসবিএন 978-0-387-71675-6 
  26. Stern, David P.; Peredo, Mauricio। "The Exploration of the Earth's Magnetosphere"The Exploration of the Earth's Magnetosphere। NASA/GSFC। সংগ্রহের তারিখ ২০১৩-০৯-২৭ 
  27. "NASA outreach: RadNews"। ২০১৩-০৬-১৩ তারিখে মূল থেকে আর্কাইভ করা। সংগ্রহের তারিখ ২০১৩-০৯-২৭ 
  28. Mirnov, Vladimir; Üçer, Defne (নভেম্বর ১০–১৫, ১৯৯৬)। "High-Voltage Tethers For Enhanced Particle Scattering In Van Allen Belts": 7। ওসিএলসি 205379064। Abstract #7E.06। 
  29. "High-Voltage Orbiting Long Tether (HiVOLT): A System for Remediation of the Van Allen Radiation Belts"। Tethers Unlimited। সংগ্রহের তারিখ ২০১১-০৬-১৮