Avaruuskilpailun starttilaukaus johti säteilyvöiden löytymiseen

31.1.2018
Maapalloa ympäröivät hiukkasista muodostuvat Van Allenin säteilyvyöt löytyivät 60 vuotta sitten; edelleen vyöt haastavat satelliittien rakentajia, sillä säteily häiritsee avaruudessa käytettävää elektroniikkaa.

Tasan kuusikymmentä vuotta sitten yhdysvaltalaisten ensimmäinen satelliitti kiiti taivaalle Cape Canaveralin avaruuskeskuksesta Floridasta. Explorer 1 oli rakennettu ennätysnopeasti vastauksena Neuvostoliiton vain kolme kuukautta aikaisemmin lähettämälle Sputnikille, maailman ensimmäiselle satelliitille.

Explorer-projektin johtohahmot (keskellä James Van Allen) juhlivat luotaimen menestyksekästä laukaisua.  Credit: NASA

Explorer-projektin johtohahmot (keskellä James Van Allen) juhlivat luotaimen menestyksekästä laukaisua.  Credit: NASA

Explorer 1 ei ollut pelkkä osanottaja kylmän sodan avaruuskisassa. Toisin kuin Sputnikilla, sillä oli kyydissään tieteellinen mittalaite, joka teki historiallisen havainnon rekisteröidessään vaihtelevia säteilymääriä. Havainto ihmetytti laitteen rakentajaa, Iowan yliopiston professori James Van Allenia. Jo silloin tiedettiin, että maapallon magneettikenttä voisi vangita korkeaenergisiä hiukkasia. Kun Van Allenin laite lensi näiden hiukkasten muodostamien vyöhykkeiden läpi, löytyivät Maata ympäröivät säteilyvyöt.

Maata ympäröivät Van Allenin vyöt ovat merkittävä uhka satelliiteille. Credit: NASA

Maata ympäröivät Van Allenin vyöt ovat merkittävä uhka satelliiteille. Credit: NASA

Vuodesta 1958 satelliittien määrä Maan kiertoradoilla on kasvanut kiihtyvällä tahdilla. Tänäkin päivänä lukuisat satelliitit kulkevat säteilyvöiden lävitse. Vöissä kiitävät ultranopeat elektronit voivat aiheuttaa vakavia häiriöitä satelliittien elektroniikkaan ja säteily myös ikäännyttää satelliitteja ja mittalaitteita. Siltä suojautumiseen tarvitaan kalliita säteilysuojattuja komponentteja, jotka nekään eivät aina kestä vaihtelevassa ympäristössä.

Viimeinen yhteys Exploreriin saatiin toukokuussa 1958.  Sen jälkeen satelliitti kulki vielä pitkään hiljaisessa avaruudessa, kunnes paloi Maan ilmakehään maaliskuun lopulla 1970.

Explorerin jälkeen lukuisat satelliitit ovat tutkineet säteilyvöitä. Varsinkin NASA:n vuonna 2012 laukaisemat Van Allenin luotaimet ovat mullistaneet käsityksemme säteilyvöistä. Vöiden rakenne on paljon oletettua monimutkaisempi ja elektronien vyöt saattavat muuttua äkillisesti ja rajusti. Tietomme säteilyvöistä on kasvanut, mutta niiden dynamiikkaan liittyy vielä paljon avoimia kysymyksiä.

Maapallon säteilyvyöt ovat tänä päivänä merkittävin haaste satelliittien rakentajille, ja siksi ne ovat yksi Suomen Akatemian Kestävän avaruustieteen ja -tekniikan huippuyksikön päätutkimuskohteista. Huippuyksikkö aikoo rakentaa ja lähettää piensatelliitin säteilyvöitä tutkimaan, huolimatta valtavasta haasteesta pitää elektroniikka toimintakunnossa. Jos tässä onnistutaan, tulevaisuudessa säteilyvöitä voisi tutkia nykyistä huomattavasti paremmalla aika- ja paikkaresoluutiolla, mikä voisi osaltaan auttaa säteilyvöiden salaisuuksien paljastamisessa.

 

Tietoboksi, Explorer luotain

  • Laukaisu: 31.1.1958 klo 22:48 paikallista aikaa
  • Koko: 205 x 15 cm
  • Paino: 14 kg
  • Satelliitti kiersi Maata noin 350 – 2500 km etäisyydellä.  

 

Lisätietoa:

https://www.nasa.gov/mission_pages/explorer/explorer-overview.html