Единственный случай, когда «загрязнение» спасло планету. Как наш радио-шум стал космическим щитом

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Статья | Наука и космос

Мы меняем нашу планету. Это не новость. Но оказывается, наше влияние не заканчивается на границе атмосферы — мы незаметно для самих себя перекроили ближний космос. И сделали это с помощью обычного радио.

Звучит как бред, но это подтвержденный NASA факт. Вокруг Земли образовался искусственный барьер, который защищает нас от вредной космической радиации. Мы не собирались его строить. Он появился сам, как побочный продукт наших технологий.

Схематическое изображение в разрезе двух радиационных поясов вокруг Земли: во внутреннем поясе (красный) преобладают протоны, а во внешнем (синий) — электроны.
Автор: By JHUAPL, NASA Источник: commons.wikimedia.org

Так что это за щит? И как он вообще работает?

Враг у ворот: радиационные пояса Ван Аллена

Чтобы понять, от чего мы защищаемся, нужно сначала познакомиться с угрозой. Земля окружена так называемыми радиационными поясами Ван Аллена. Это не физические объекты, а две гигантские области вокруг планеты, заполненные заряженными частицами высокой энергии — в основном протонами и электронами. Их удерживает на месте магнитное поле Земли.

Эти пояса — серьезная проблема для всего, что летает выше низкой околоземной орбиты.

Авторство: Van_Allen_radiation_belt.svg: Изначально этот файл был загружен участником из английский Википедия. Van_Allen_radiation_belt.svg, Общественное достояние,
Автор: Booyabazooka derivative work: V1adis1av

Радиация здесь настолько интенсивна, что может вывести из строя чувствительную электронику спутников. Она представляет реальную угрозу для здоровья астронавтов во время межпланетных миссий. Любой космический корабль, летящий к Луне или Марсу, вынужден либо пересекать эти зоны максимально быстро, либо использовать тяжелую и дорогую защиту. По сути, пояса Ван Аллена — это естественный радиационный барьер, который «запирает» нас на планете.

Неожиданный союзник: очень низкие частоты

В 2012 году NASA запустило два зонда для изучения этих поясов. Миссия шла по плану, но через несколько лет наблюдений ученые заметили странность. Внутренняя граница радиационных поясов находилась дальше от Земли, чем должна была быть по всем расчетам полувековой давности. Что-то словно отталкивало радиацию от планеты.

Что же это было? Ответ нашелся на Земле.

Причиной оказались радиоволны очень низкой частоты (ОНЧ). На английском их называют VLF — Very Low Frequency. Это диапазон, который человечество использует десятилетиями, в первую очередь для связи с подводными лодками и для некоторых систем навигации. Эти сигналы обладают способностью проникать сквозь толщу воды и земную кору, а также — как выяснилось — уходить далеко в космос.

И вот здесь начинается самое интересное. Оказалось, что эти волны физически взаимодействуют с частицами в поясах Ван Аллена, эффективно «сдувая» их и отодвигая границу радиационной зоны дальше от планеты.

NASA Goddard
Случайность, ставшая закономерностью

Сначала исследователи посчитали это простым совпадением. Ну да, существует сфера из ОНЧ-волн, и ее край случайно совпал с новым краем радиационного пояса. Красиво, но не более.

Однако данные, опубликованные в 2017 году, всё изменили. Анализ показал прямую причинно-следственную связь: именно накопление ОНЧ-сигналов за последние десятилетия и сформировало этот барьер. Чем активнее мы использовали эту технологию, тем плотнее и эффективнее становился наш непреднамеренный щит.

Пространственное распределение высокоэнергетичных электронов на 10 ноября 1962 г. Интенсивности, представленные соседними контурами, отличаются в 1,259 раза (Из McIlwain, 1963). arXiv:1611.03390 [astro-ph.EP]
Автор: T. I. Gombosi et al. Источник: arxiv.org

Военные переговоры, навигационные сигналы, старые технологии вещания — вся эта невидимая деятельность на протяжении десятков лет создавала вокруг планеты энергетический кокон. Кокон, который теперь защищает наши же спутники и будущие космические миссии. Это один из редчайших примеров, когда побочный эффект человеческой деятельности оказался полезным в глобальном масштабе.

Что это значит для будущего?

Это открывает вполне конкретные технологические перспективы. Если мы можем неосознанно отодвигать радиационные пояса, можем ли мы научиться управлять этим процессом?

Например, можно создавать временные «коридоры» в поясах Ван Аллена с помощью направленных ОНЧ-излучателей. Это позволило бы космическим кораблям проходить через опасные зоны практически без риска для экипажа и оборудования. Такой подход мог бы удешевить и обезопасить межпланетные перелеты.

История с ОНЧ-барьером — это мощное напоминание о том, что мы уже стали силой планетарного, и даже околопланетного, масштаба. Мы оставляем свой след далеко за пределами видимого мира. И порой последствия наших действий оказываются куда более странными и удивительными, чем мы могли бы предположить. Мы учимся не только смотреть на звезды, но и менять пространство между ними. Иногда — даже не заметив этого.

Изображение в превью:
Автор: By JHUAPL, NASA
Источник: commons.wikimedia.org

1 комментарий

b
Галактическое человечество меняет межзвездное пространство. Даже не замечая этого.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

210 лет «Павлу Буре»: в Москве открылась уникальная выставка коллекционных часов из частных собраний

Вероятно, даже тем, кто интересуется часами, при упоминании имени «Павел Буре» в первую очередь на память придет шайба и клюшка. Однако наша история помнит и «дохоккейные» времена, когда это имя...

Почему Франция до сих пор владеет кусками океанов по всему миру

Иногда смотришь на карту мира и ловишь себя на странном чувстве: будто бы эпоха империй давно закончилась, но Франция по-прежнему раскинула свои маленькие флажки где-то в Карибах, в Индийском...

Жук-дьявольский броненосец: Броня, созданная природой

Если бы существовал идеальный образец для создания трудно разрушимых крепих материалов, это был бы жук-дьявольский броненосец (Phloeodes diabolicus). Это насекомое способно выдерживать...

Обзор защищенного смартфона Hotwav Hyper 8 Ultra: «ночная» камера, большой динамик и рация Walkie-Talkie с двумя антеннами

Компания Hotwav представила очередной броневичок, который выделяется на фоне основной массы не только своими внушительными размерами, кемпинговым фонариком и большим динамиком, но еще и встроенной...

✦ ИИ  Как бозон Хиггса дает массу «легким» частицам: детектор ATLAS выловил редчайший распад на мюоны

Открытие бозона Хиггса в 2012 году можно считать финальной точкой в построении Стандартной модели. Но для физиков это, на самом деле, лишь начало долгой и трудной работы. Обнаружить...