قياسات الأقمار الاصطناعية

حملت الأقمار الاصطناعية المعدات وأجهزة قياس المغناطيسية إلى الفضاء الخارجي لقياس قوة المجال المغناطيسي بعيداً من سطحها. وقد لوحظ بأن قوة المجال المغناطيسي تنخفض بسرعة تدريجية كلما ابتعدنا من سطح الأرض وعكسياً مع مكعب البعد من مركز الأرض. وكما هو متنبأ به نظرياً. لقد رصدت القوة المضبوطة للمجال المغناطيسي. ووجدوه بأنه يتغير كثيراً من وقت لآخر. ومن المحتمل أن تكون امتدادات المجال المغناطيسي مرتبطة مع الدقائق المشحونة المقذوفة من الشمس خلال فترات النشاط الشمسي.

طبقة فان آلین: Van Allen

تم اكتشاف هذا الحزام المهم الذي نفذ بواسطة الأقمار الاصطناعية. هو وجود منطقة ذات دقائق مشحونة بطاقة عالية في أعالي سطح الأرض. لقد تم الكشف عن الجزء الداخلي لمنطقة الإشعاع بواسطة المعدات المحمولة على ظهر القمر Explorer 1. الذي قذف في 1 كانون الثاني (يناير) عام 1958.

لقد حصل على كثير من المعلومات حول طبيعة وجود حزام الإشعاع بواسطة الأقمار Explorer I،IV وبيونير 1. ففي كانون الأول (ديسمبر) من عام 1958. كشفت معدات لبيونير III عن منطقة إضافية للإشعاع فوق التي كشفت أولا. فقد كشف جيمس. أ. فان آلين James  A.Van Allen وهو فيزيائي في جامعة آوا IOWA تجريباً عن الشعاع للتابع Explorer I وقد سميت منطقة الإشعاع هذه بطبقة فان ألين Van Allen layer شرفاً له.

يذکر Ramsmuse e Benested 2002 كتابه الأنشطة الشمسية وجو الأرض:

تتضمن هذه المنطقة دقائق مشحونة للعديد من البروتونات وتتمثل بخطوط المجال المغناطيسي من القطب الجنوبي باتجاه القطب الشمالي، يحتوي على البروتونات عالية الطاقة تقدر ما بين (MV 10-50). وتبدو أقل من ذلك على ارتفاع 650000 كم فوق سطح الأرض، يعتقد بأن هذه المنطقة هي نتاج من قبل مشابه للإشعاع الكوني Cosmic Radiation يوجد كذلك جسيمات ذات طاقة (MeV 100 - 1). يعتقد أن منشأها من ألسنة اللهب المحمولة من الشمس بواسطة الرياح الشمسية. جزء من هذا الحزام يغطي المنطقة العليا من الاتموسفير فوق المحيط الأطلنتي الجنوبي، ليكون خارج القياس southem atlantic Anomaly عند إرتفاع 250Km فوق المحيط الأطلنتي.

تتمركز الطبقة الداخلية الكثيفة بحوالي 2000 ميل فوق سطح الأرض ولها سمك حوالي 3000 ميل أو أكثر. أما المنطقة الخارجية لطبقة فان آلين فهي من دقائق مشحونة سريعة الحركة الواقعة شرك المجال المغناطيسي الأرضي. أغلب هذه الدقائق المتحركة هي الإلكترونات. ولو أن الجزء الداخلي لطبقة فان آلين يتألف من فوتونات ذات طاقة عالية، فإن الدقائق تتحرك في المنطقة الداخلية بسرعة أكبر من التي في الأخرى الخارجية، فبعضها يتحرك بطاقات أكبر من التي تمتلكها الإلكترونات، والتي تبدو متعجلة خلال المجال المغناطيسي ذي بلايين الفوتونات.

تختلف قوى الإشعاع والارتفاعات وسمك الطبقات في طبقة فان آلين في الاعتبار من زمن إلى آخر، هذه المناطق ليست محدودة بدقة من حيث الدقائق المشحونة المتواجدة في كل مكان من شرك المجال المغناطيسي. ربما يعتقد بأن الأجزاء الداخلية والخارجية لحزام فان ألين بأنها مناطق دقائق ذات كثافة أكبر من الأماكن الأخرى.

لم يعرف بالتأكيد أصل الدقائق الواقعة في الشرك المغناطيسي، وتبدو أشبه بالمنطقة الخارجية المؤلفة من الدقائق المكتسبة من الرياح الشعاع جسيمي من الشمس». وقد اقترح بأن تكون البروتونات والإلكترونات التي هي ضمن المنطقة الداخلية، في التفاعل الداخلي بين جزيئات الغلاف الجوي الأرضي والأشعة الكونية.

ربما تسبب طبقة فإن آلين اضطراباً لرواد الفضاء عند اصطدامها بجدران السفينة الفضائية حيث إن الدقائق السريعة الحركة تولد أشعة اكس الخطرة على الإنسان، يمر رجال بسرعة فائقة اختصاراً لزمن تعرضهم لهذه الإشعاعات بالقدر المحتمل. أو أنهم يغادرون الأرض عن الطريق القطبي والذي تكون فيه طبقة فان الين غير ممتدة حول المناطق الفضاء القضية للأرض.