Strahlungsgürtel - Astronomie.

Strahlungsgürtel - Astronomie. 1 EINLEITUNG Strahlungsgürtel, im Weltraum um die Erde und um die Planeten Jupiter und Saturn liegende, etwa ringförmige Zonen, in denen sich Protonen und Elektronen mit hoher Energie bewegen. Im ersten amerikanischen Satelliten Explorer 1 (Start am 31. Januar 1958) war ein Geiger-Zähler, eine Art Teilchendetektor installiert. Damit erhielt man erstmals Beweise für die Vermutung, dass die Erde von einem Gürtel umgeben ist, der mit hoher Energie geladene Teilchen enthält. Der Van-Allen-Gürtel verdankt seinen Namen dem Leiter des Forschungsteams, das die Auswertung der Daten von Explorer 1 vornahm. 2 AUFBAU UND ZUSAMMENSETZUNG Die um die Erde liegenden Strahlungsgürtel (Van-Allen-Gürtel) bestehen aus Elektronen und Protonen. Die Strahlungsgürtel liegen in der Ebene des magnetischen Äquators. Dieser Bereich des irdischen Magnetfeldes, der so genannten Magnetosphäre, erstreckt sich in Richtung Sonne bis auf etwa 64 000 Kilometer (das ist ungefähr das zehnfache des Erdradius) Höhe oberhalb der Erdoberfläche und endet an der Magnetopause. Die Magnetosphäre ist stromlinienförmig und weist von der Sonne weg. Die Elektronen und Protonen stammen aus den kosmischen Strahlen und aus dem Sonnenwind, also von der Sonne oder aus dem interstellaren Raum. Beim Sonnenwind handelt es sich z. B. um einen kontinuierlichen Strom von der Sonne ausgestrahlter, geladener Teilchen, hauptsächlich Elektronen und Protonen. Die Teilchen werden durch die Lorentz-Kraft auf spiralförmige Bahnen über den Magnetfeldlinien des geomagnetischen Feldes gedrängt. Die Lorentz-Kraft ist die auf bewegte geladene Teilchen ausgeübte Kraft, die senkrecht zur Bewegungsrichtung und zu den Linien des Magnetfeldes wirkt. (siehe Geophysik). Da das Magnetfeld in der Nähe der Pole der Erde größer wird - und die Feldlinien also dichter werden -, werden die Teilchen reflektiert und wandern auf spiralförmigen Bahnen zwischen dem Nordpol und dem Südpol der Erde hin und her. Ein Großteil der Protonen mit hoher Energie (etwa 10 Kiloelektronenvolt) ist in einem inneren Gürtel in einer Höhe von etwa 3 200 Kilometern zu finden. Elektronen sind dagegen stärker in einem äußeren Gürtel in einer Höhe von etwa 16 000 Kilometern konzentriert, der sich über ein Mehrfaches des Radius der Erde in den Weltraum hinaus erstreckt. 3 VON DEN STRAHLUNGSGÜRTELN AUSGEHENDE GEFAHREN Die Elektronik und Solarzellen in Satelliten und Raumstationen leiden stark, wenn man sie längere Zeit den schnellen Protonen aussetzt. Diese können mehrere Millimeter in Metall eindringen. Die hochintensiven Strahlungsgürtel, insbesondere um den Jupiter, machten einen besonders wirksamen Schutz der elektronischen Schaltkreise der Raumsonden vom Typ Pioneer und Voyager notwendig. Auf lebende Organismen hat diese Strahlung die gesundheitsschädigende Wirkung ionisierender Strahlung (siehe biologische Strahlungswirkungen). Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Alle Rechte vorbehalten.