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"Jeux de Lune": la lune était la Terre - Mensonge et Vérité dans l'atmosphère


10.1. Trois ceintures de radiation de Van Allen

La nouvelle image de l'atmosphère - "des vols à la  lune" seraient possibles malgré une tension de 1 à 100 volt de Mo ?


Ceinture de Van Allen.svg
Représentation schématique de la ceinture de Van Allen

par Michel Palomino 2006



De : Van Allen Ceintures : http://image.gsfc.nasa.gov/poetry/tour/vanallen.html)


Le premier dessin de Van Allen

Planète Terre avec les ceintures de radiation de Van Allen, diagramme coloré.
Planète Terre avec les ceintures de radiation de Van Allen, diagramme coloré.

La photo montre ici la Terre recouverte de nuages de particules invisibles. Ces particules sont peintes ici en violet et rose. Les parties violettes et  roses sont des ceintures de radiation de Van Allen.

"Les ceintures" sont des particules qui sont capturées dans le champ magnétique terrestre comme des mouches dans une bouteille quand elles y tombent. Les astronautes ne peuvent pas les voir ou les sentir quand ils exécutent une sortie en vaisseau atmosphérique, elles sont invisibles.
Les scientifiques ne les ont pas connues jusqu'à ce que des instruments sensibles de satellites les  détectent  vers 1958. Plus tard, le prof. James van Allen de l'Université d'État d'Iowa s'inquiétait avec ces particules et cette radiation cosmique. D'autres chercheurs les avaient déjà détectés dans les années 1930.

Que sont les particules ? D'où viennent-elles ?

Quand les satellites de recherche étaient en cours de construction, Van Allen et son équipe y intégrérent un instrument  pour mesurer les particules (par exemple Explorateur I et le Pionnier 3). Ils ont trouvé que les données étaient très différentes de celles attendues. Quand le satellite était en orbite les instruments ont  enregistré un flot changeant de radiation de particules cosmiques,  le long de l'orbite.  Le changement n'était pas un hasard.

Un dessin des champs en diagramme correspondant à l'intensité en est ressorti (dessin en bas). L'équipe de van Allen a détecté que les données de plusieurs satellites indiquaient des nuages réels de particules avec de très hautes particules énergétiques proche de la Terre. Ces nuages avaient une certaine forme. Sous l'équateur, ils  étaient les plus massifs, proches des pôles ils étaient très minces. Le dessin montre les ceintures de radiation avec le parcours volant "du Pionnier 3".

Ceintures de radiation de Van Allen, extension, dessin incomplet.
dessin du magazine "Nature" en 1959 par  J.A. Allen et Los Angeles Frank

C'est le dessin de la ceinture de radiation Van Allen  intérieure et extérieure, après la réception des données "Pioneer 3" 

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La détection des deux premières ceintures de Van Allen

La ceinture de Van Allen intérieure
La ceinture de Van Allen intérieure qui est détectée par l'Explorer1. Diagramme coloré.

D'abord les scientifiques ont pensé que la Terre volait dans une pièce presque vide d'où le champ magnétique laisserait des traces comme le modèle qui ressemble à un champ magnétique (lignes oranges). Mais le premier satellite "américain", l'Explorer 1, a détecté un anneau avec des particules énergétiques qui ont été capturées par la Terre et se déplaçaient dans les champs. Il était le premier anneau des ceintures de Van Allen, ainsi trouvé.
Les satellites suivants ont détecté une autre ceinture de Van Allen extérieure, le diagramme noir et rouge.












Ceinture de Van Allen intérieure et extérieure, diagramme spatial réel avec la présentation de la radiation cosmique ("sunwind") et avec la compression des ceintures de Van Allen dans la direction du soleil. Sur "le côté fantôme" la ceinture de Van Allen extérieure est prolongé.


ceinture de Van Allen extérieure

Ceinture de radiation de Van Allen intérieure

Ceinture de radiation de Van Allen intérieure avec protons : Diagramme avec la vitesse de particule

Ceinture de proton prise au piège . D'AP 8 MAX (SPENVIS)

Ceinture de Van Allen extérieure avec électrons : Diagramme avec vitesse de particule, schéma coloré.

Ceinture de Van Allen extérieure avec électrons : Diagramme avec vitesse de particule.

De MAX AE-8 (SPENVIS)

Simulation des ceintures de Van Allen

Simulation des ceintures de Van Allen

Produit par plasma thruster en réservoir, Laboratoire de Propulsion Électrique au Centre de recherches de Lewis, Cleveland l'Ohio, maintenant Centre de recherches de John Glenn à Lewis Field. 

Photo de la NASA n° c1966-3654
http://grin.hq.nasa.gov/BROWSE/ALLGRIN_97.html
http://grin.hq.nasa.gov/IMAGES/SMALL/GPN-2000-002003.jpg
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Van Allen a été un peu étonné de détecter de nouvelles ceintures autour de la Terre parce qu'il ne les avait pas cherchées,  mais cherchait un autre phénomène dans la nature, la radiation cosmique. En même temps, une autre équipe avait déjà trouvé les ceintures  mais sans savoir de quel genre de particules  et de quelle énergie elles étaient.

Pour savoir pourquoi elles sont un tel danger pour les astronautes et  les satellites,  regardons-les de plus près!

Des études détaillées des satellites des 50 dernières années, montrent qu'il y a en réalité deux sortes de particules déjà connues, qui construisent les ceintures : électrons , protons. Les particules simples transportent beaucoup d'énergie et il est utile de nommer les énergies avec les désignations 

La détection de la troisième ceinture de Van Allen

Il y a deux ceintures électroniques et une ceinture de proton (ainsi il y a trois " ceintures de Van Allen").

La ceinture de proton (bleue)

Commence à environ 500 km au-dessus de la Terre et s'étend jusqu'à  13,000 km d'altitude. Cette ceinture intérieure contient des protons avec une énergie de plus de 10 MégaVolt. Les scientifiques veulent dire aujourd'hui que ces protons sont pris au piège par des particules cosmiques des radiation du système solaire ou ils sont pris au piège par le soleil lui-même.

La ceinture d'électron d'énergie basse (rose)
Chevauchement sur l'espace de la ceinture de proton. Les électrons portent une moyenne d'énergie de 1 à 5 Méga volts ..

Troisième ceinture électronique hautement énergétique (violette)
est la plus loin  dans l'espace et dans le diagramme.
 Les électrons dans cette ceinture extérieure portent une moyenne de 10 à 100 Mégavolt .

Trois ceintures de Van Allen, diagramme coloré :
- Bleu : ceinture de Van Allen intérieure (protons)
( Tension par particule : plus de 10  Mégavolt)
- Rose : nouvelle ceinture de Van Allen (électrons)
( Tension par particule : 1 à 5 Mégavolt )
- Violet : ceinture de Van Allen extérieure (électrons)
( Tension par particule : 10 à 100 Mégavolt).

Un mystère moderne

D'où viennent les hautes énergies de particule entre 1 et 100  Mégavolt ?

Il y a encore des questions sur les ceintures jusqu'à aujourd'hui.

Même aujourd'hui les chercheurs spatiaux ne peuvent pas complètement comprendre  d'où les particules viennent et comment l'énergie des particules peuvent être si "astronomiques" en comparaison aux particules plasmasphériques ou  aux particules de tension formées en anneau. Des particules "d'anneau" naturel se constituent d'électrons et  protons avec des énergies entre 1 et 100 Mégavolt . Des particules énergétiques de courant d'anneau artificiel   ont seulement rarement pas plus d'énergie que 150,000 volts.

Le mouvement des particules de pôle à pôle en dérive
Comme le mouvement de plasma, les particules ont tendance à se déplacer de pôle en pôle et dériver de l'Est à l'Ouest en même temps. Les particules des ceintures de Van Allen font de même. Au lieu de dessiner les nuages comme des beignets doux, il serait plus correct de dessiner les nuages comme "des cornes" pointues qui ont leurs extremités aux pôles. Sur les pointes des cornes, les particules ne frappent ni l'une ni l'autre atmosphère et sont perdues pour les ceintures, ou elles sont rejetées le long du champ magnétique dans l'espace.
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Mouvements des particules dans les ceintures de radiation
ceinture de radiation de Van Allen extérieure parcours de particule dans la ceinture de radiation de Van Allen extérieure.

Mouvements de particule prise au piège. De http://www.estec.esa.nl/wmwww/wma/rad_env.html
ceinture de radiation de Van Allen extérieure parcours de particule dans la ceinture de radiation de Van Allen extérieure.

http://www.spacedaily.com/news/ earth-magnetic-99d.html

ceinture de radiation de Van Allen
David Stern :  ' Exploration du Magnetosphere '
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Les chemins de particule dans la ceinture de radiation de Van Allen extérieure, détail 1 

Particules Rejetées; de : David Stern 

Le parcours de particule dans la ceinture de radiation de Van Allen extérieure, détail 2chemin de particule
Dérive de particules par David Stern.


L'anomalie de radiation des plus proches ceintures sur  l'Amérique Sud et  l'Atlantique Sud

Il y a encore un aspect des ceintures qui est particulièrement intéressant pour le vol atmosphérique habité et les satellites. À cause d'un changement du champ magnétique, correspondant à l'axe de la terre, l'influence des régions équatoriales sur l'Amérique du Sud est plus grande. Parce que la ceinture suit le champ magnétique de la terre et pas l'axe de rotation oblique de la Terre, cela signifie que la ceinture est plus proche à la surface de la Terre sur  l'Amérique du Sud et sur l'Atlantique Sud.

Cela signifie qu'un séjour en Navette Spatiale, en station atmosphèrique ou qu'un satellite fonctionnant sur l'Atlantique Sud est plus proche des ceintures et obtient une dose plus haute de radiation des ceintures, parce que les particules pénètrent dans le vaisseau atmosphérique ou l'enveloppe du satellite. Cette région est appelée l'anomalie sud-atlantique. Cela concerne des doses de radiation des astronautes comme aussi la qualité de transmission des données de vaisseaux atmosphériques passant cette région.

L'irrégularité des ceintures de radiation sur l'Atlantique Sud (SAA)
Diagramme des ceintures de Van Allen intérieures
Diagramme des ceintures de Van Allen intérieures avec l'approximation à l'Atlantique Sud

De http://www.estec.esa.nl/wmwww/wma/rad_env.html



























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L'irrégularité de la ceinture de radiation sur l'Atlantique Sud

L'irrégularité de la ceinture de radiation sur l'Atlantique Sud, diagramme avec une photo de la terre.

 De http://www.estec.esa.nl/wmwww/wma/rad_env.html

Irrégularité des ceintures de radiation sur l'Atlantique

Irrégularité des ceintures de radiation sur l'Atlantique Sud avec indication de vitesse de particules

Anomalie sud-atlantique. D'AP 8 MAX (SPENVIS)

Irrégularité de l'Atlantique Sud de la ceinture de radiation de Van Allen

Irrégularité de l'Atlantique Sud de la ceinture de radiation de Van Allen intérieure sur l'Atlantique Sud (SAA), avec indication de la vitesse des particules

Carte d'intensité. De http://www.estec.esa.nl/wmwww/wma/rad_env.html

Ceinture intérieure et extérieure de radiation

Ceinture intérieure et extérieure de radiation avec l'irrégularité de la ceinture de radiation sur l'Atlantique Sud (SAA) avec indication de la vitesse des particules.

De MAX AE-8 (SPENVIS)

Les gens ont été frappés par les particules des ceintures, mais jamais autant comme quelques personnes croient. Des astronautes en Navette Spatiale  reçoivent à chaque fois qu'ils passent l'Atlantique Sud (SAA) environ 2 mRems de doses supplémentaires . En une semaine c'est un complément de 7 X 30 = 210 mRems. C'est la dose d'une année au sol (environ 350 mRems).

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Le voyage à la  lune semble impossible

Pour passer les ceintures, les astronautes ont besoin d'environ 30 minutes. Un voyage est une dose comme en Navette Spatiale (TBD).
La NASA prétend que les alunissages étaient vrais parce que le bouclier de protection était assez épais, que les hautes particules énergétiques sont très rares.

Trace d'étoile filante

Les astronautes annoncent "des étoiles filantes" (TBD ?). Celles-ci ont été causées par des hautes particules énergétiques. Les particules vont dans le liquide de l'oeil et laissent derrière  une trace brillante légère rapide. Des faits semblables ont été annoncées par des astronautes  de la Navette Spatiale et aussi  des astronautes d'autres missions proche de la Terre, pendant des tempêtes solaires. On ne connaît pas les conséquences à long terme de ce genre d'exposition  sur les astronautes.

Pendant les essais nucléaires en haute atmosphère, de nouvelles ceintures se sont créées, dans la région "d'encoche" précisément, de l'autre côté de la ceinture de proton. Cette ceinture provisoire s'est finalement dissoute, mais les traces pouvaient encore être détectées dans les années 80 .

Pour plus d'infos voir:

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sources images:

--  Van Allen belts: http://image.gsfc.nasa.gov/poetry/tour/vanallen.html