ما هو حزام فان ألن

ما هو حزام فان ألن

حزام فان ألن الشعاعي هو طارة طاقية من جسيمات المشحونة (بلازما) حول الأرض والذي يثبت في موقعه بسبب قوة الحقل المغناطيسي الأرضي. ولا يتوزع هذا الحزام بشكل متناظر

ما هي أحزمة فان ألن

يُحيط بالأرض قطعتا دونات مشعتان وعملاقتان؛ تُعرفان بأحزمة فان آلن الإشعاعية (Van Allen radiation belts)؛ وقد اُكتشف أنهما تحتويان حاجزاً منيعاً يمنع الالكترونات عالية الطاقة والسرعة من الوصول إلى الأرض. إن أحزمة فان آلن عبارة عن مجموعة من الجسيمات المشحونة التي جُمعت في مكانها بوساطة الحقل المغناطيسي للأرض. حيث يُمكن لهذه الأحزمة أن تتعاظم وتتضاءل كاستجابة للطاقة القادمة من الشمس؛ وفي بعض الأحيان تتضخم لدرجة كافية لتعرض معها الأقمار الصناعية، الموجودة في المدارات المنخفضة، للأشعة الخطرة والمدمرة. تم اكتشاف هذا المصرف الذي يلعب دور الحاجز داخل الأحزمة، باستخدام مجسان فان آلن التابعة لناسا –التي أقلعت في آب/أغسطس 2012 من أجل دراسة هذه المنطقة. ونُشرت النتائج في ورقة علمية ظهرت في عدد 27 نوفمبر من مجلة Nature .يقول دان باكر (Dan Baker) وهو عالم فضاء في جامعة كولورادو-بولدر والمؤلف الرئيسي للورقة العلمية :”يُعتبر هذا الحاجز المؤلف من الالكترونات فائقة السرعة ميزةً مهمة جداً للأحزمة. نحن قادرون على دراسته للمرة الأولى لأنه لم يكن لدينا في السابق قياسات بهذه الدقة أبداً لتلك الالكترونات عالية لطاقة”. يساعد فهم الأسباب الكامنة وراء الشكل الخاص للأحزمة الإشعاعية والأشياء التي يُمكنها التأثير على طريقة الأحزمة بالتضخم أو التقلص ويعمل العلماء على حماية الأقمار الصناعية الموجودة في المناطق القريبة من الإشعاع. أحزمة فان آلن كانت الاكتشاف الأول في العصر الفضائي وتم قياسها عند إطلاق القمر الصناعي الأمريكي Explorer 1 في العام 1958. وعلى طول العقود التالية، تعلم العلماء أنه يُمكن لحجم الحزامين أن يتغير –أو أن يختلطان معاً أو ينفصلان إلى ثلاثة أحزمة أحياناً؛ لكن وبشكلٍ عام، يمتد الحزام الداخلي في المجال من 400 إلى 6000 ميل فوق سطح الأرض والحزام الخارجي من 8400 إلى 36000 ميل فوق سطح الأرض. وفي العادة، يفصل بين الحزامين فضاء فارغ؛ لكن ما الذي يُحافظ عليهما منفصلين؟ لماذا تُوجد منطقة بين الحزامين لا يُوجد فيها الكترونات؟ ادخل إلى الحاجز المكتشف حديثاً؛ حيث تُوضح بيانات مجسات فان آلن أن الحافة الداخلية للحزام الخارجي غير واضحة بشكلٍ مرتفع. من أجل الالكترونات الأعلى طاقةً وسرعة، وتُمثل هذه الحافة خطاً حدودياً حاداً جداً في الظروف العادية ومن المستحيل على الالكترونات اختراقها بسهولة. تقول شيري كانيكال (Shri Kanekal)، نائبة عالم مهمة فان آلن في مركز غودارد-ناسا للطيران الفضائي في غرينبلد-ميريلاند وهي مؤلفة مشاركة في ورقة الطبيعة :”عندما تنظر إلى الالكترونات عالية الطاقة، تعرف أنها تأتي فقط إلى مسافات محددة عن الأرض. هذا الأمر جديد كلياً؛ و بالتأكيد لم نتوقع هذا في السابق”. بحث الفريق عن الأسباب المحتملة؛ وعرف بأن عمليات الإرسال التي يُقوم بها البشر ليست سبب هذا الحاجز؛ ونظر الفريق أيضاً إلى الأسباب الفيزيائية: هل يُمكن للحقل المغناطيسي المحدد والمحيط بالأرض أن يتسبب في هذا الحد؟ درس العلماء هذه الاحتمالية ولكنهم استبعدوها. ماذا عن وجود جسيمات فضائية أخرى؟ يبدو هذا الأمر الحل الأكثر ترجيحاً. الأحزمة الأشعاعية ليست هياكل الجسيمات الوحيدة التي تُحيط بالأرض؛ هناك سحابة عملاقة من جسيمات مشحونة وباردة تُعرف بالبلازماسفير (plasmasphere)؛ وهذه السحابة تملأ المنطقة الخارجية من الغلاف الجوي للأرض وتقع على ارتفاع يصل إلى 600 ميل وتمتد جزئياً إلى حزام فان آلن الخارجي. حيث تتسبب الجسيمات الموجودة في الحدود الخارجية للبلازماسفير في تشتيت الجسيمات الموجودة في الحزام الإشعاعي الخارجي مُزيلةً إياهم من الحزام ، مفعول التشتت هذا ضعيف جداً وربما لا يكون كافياً من أجل الحفاظ على الالكترونات عند الحدود، عدا حالات شاذة: تتحرك الكترونات الأحزمة الإشعاعية بسرعة لا تُصدق ولكن ليس نحو الأرض؛ بدلاً من ذلك، تتحرك في حلقات عملاقة حول الأرض. توضح بيانات مجسات فان آلن أنه وفي اتجاه الأرض، تمتلك الالكترونات ذات الطاقة الأعلى الحركة الأقل على الإطلاق –إذ تحصل انجرافات بطيئة ولطيفة على مدار أشهر؛ هذه الحركة بطيئة وضعيفة جداً بحيث أنه يُمكن عكسها بوساطة التشتت الناجم عن البلازماسفير. يُساعد هذا في شرح السبب الكامن وراء عدم اندفاع الالكترونات الموجودة في الحزام الخارجي نحو المنطقة الكائنة بين الحزامين –عند وجود ظروف متطرفة وبشكلٍ خاص عندما تقوم رياح شمسية قوية أو ثوران شمسي عملاق مثل التدفق الإكليلي الكتلي بإرسال سحب من المواد إلى الفضاء القريب من الأرض. يقول باكر :”التشتت الناجم عن حد التوقف البلازمي (plasmapause) قوي إلى درجة كافية من أجل خلق جدار عند الحافة الداخلية لحزام فان آلن الخارجي. لكن يُمكن لرياح شمسية قوية أن تتسبب في تحرك حدود البلازماسفير نحو الداخل”. يُمكن لجريان ضخم وقادم من الشمس أن يتسبب في تآكل الجزء الخارجي من البلازماسفير ليحرك الحدود نحو الداخل ويقدم للالكترونات، الموجودة في الأحزمة الإشعاعية، مساحة كي تتحرك إليها نحو الداخل أيضاً.

أهمية حزامي فان ألين

تغلف كوكب الأرض خطوط مغناطيسية شاسعة أشبه بكعكة الدونات المجوفة، وهي جسيمات مشحونة عالية الطاقة، تحيط بالأرض من كل اتجاه. اكتشف (جيمس فان آلين – James Van Allen) -عالم الفيزياء في جامعة أيوا- هذه الأحزمة الإشعاعية عام 1958 بعد إطلاق أول قمر صناعي أمريكي إكسبلورر 1. نُسب اسم هذه الأحزمة الإشعاعية للعالم المكتشف.

كانت تجربة فان ألين في إكسبلورر 1 -التي بدأت في 31 يناير 1958- تجربةً بسيطةً للأشعة الكونية، اشتملت عداد جيجر -جهاز يكشف الإشعاع- وجهاز تسجيل للقراءات. أثبتت متابعة التجارب في ثلاث بعثات أخرى في عام 1958 -إكسبلورر 3 وإكسبلورر 4 وبايونير 3- وجود حزامي إشعاع يدوران حول الأرض.

استمرت الملاحظات لعقود، وتحسنت معرفتنا بالأحزمة كثيرًا عند إطلاق (مسباري فان آلين- Van Allen Probes) عام 2012. وجد الباحثون أن الأحزمة أكثر تعقيدًا من التصور السابق. أظهرت التحليلات أن شكل الأحزمة يعتمد على الجسيمات المدروسة، وكشفوا عن معلومات تشير إلى وجود إشعاع أقل مما كان متوقعًا في أجزاء معينة من أحزمة فان ألين، أي أن المركبات الفضائية والبشر لن يحتاجوا إلى وسائل حماية إضافية من الإشعاع إذا سافروا إلى الفضاء عبر هذه المناطق.

أعلنت ناسا في الذكرى الستين لتأسيس إكسبلورر 1، أن الدراسات التي أجريت على أحزمة فان آلين تُعتبَر أكثر أهميةً حاليًا. صرح (ديفيد سيبك- David Sibeck) -عالم أبحاث بعثة مسبار فان آلين في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لوكالة ناسا في ولاية ميريلاند- خلال بيان عام 2018: «إن التكنولوجيا التي نستخدمها حاليًا أكثر حساسيةً للجسيمات فائقة السرعة، إذ أن أبسط ضربة من جسيم قادرة على إتلاف أجهزتنا الإلكترونية الدقيقة. ومع تقدم التكنولوجيا أصبح فهم البيئة الفضائية والتنبؤ بها أمرًا ملحًا».

نتائج المسبار الأولية:
يتشكل جزء من أهمية أحزمة فان آلين من مكان وجودها. يُعرَف أن الأحزمة تستطيع الانتفاخ عندما تصبح الشمس أكثر نشاطًا. قبل إطلاق بعثات المسبار المختلفة، ظن العلماء أن الحزام الداخلي كان مستقرًا نسبيًا، ولكن عندما انتفخ، امتد تأثيره حتى مدار محطة الفضاء الدولية والعديد من الأقمار الصناعية.

تذبذب الحزام الخارجي كثيرًا. كانت محطة الفضاء الدولية مأهولةً بشكلٍ دائم منذ عام 2000، بوجود رواد فضاء هناك لمدة ستة أشهر في كل مرة على الأقل. بين عامي 2015 -2016، مكث رائد الفضاء في ناسا (سكوت كيلي- Scott Kelly)، ورائد الفضاء الروسي (ميخائيل كورنينكو- Mikhail Kornienko) لمدة عام تقريبًا. عند بقاء رواد الفضاء في المدار لفترة أطول يزداد تعرضهم للإشعاع، ما يثير المخاوف بشأن البقاء طويل الأمد للرواد في الفضاء.

لذلك يهتم العلماء بالدراسة المكثفة لهذه المنطقة. عام 2012، أُطلِقت مجموعة جديدة من المسابير. يمتلك مسبار فان آلين (المعروف رسميًا باسم مسبار حزام عاصفة الإشعاع) عدة أهداف علمية، تشمل اكتشاف طريقة تسريع ونقل الجسيمات -الأيونات والإلكترونات- في الأحزمة، وطريقة فقدان الإلكترونات وتغيير الأحزمة خلال العواصف المغناطيسية الأرضية. خُطِط لاستمرار البعثة لمدة عامين، ولكن المسبارين استمرا بالعمل ضعف المدة المتوقعة. وبسبب انخفاض مخزونات الوقود، من المرجح أن يتقاعد المسباران في العامين المقبلين.

يعاير العلماء أدواتهم عادةً بعد بضعة أشهر من الإطلاق، لكن فريقًا يستخدم (تلسكوب إلكترون- بروتون النسبي – Relativistic Electron Proton Telescope) طلب تشغيل الجهاز على الفور -تقريبًا بعد ثلاثة أيام من الإطلاق- إذ أرادوا مقارنة نتائج الرصد قبل مهمة أخرى -سامبكس -SAMPEX أو مستكشف الطاقة الشمسية الشاذة وعلاقتها بجسيمات طبقة الماجنيتوسفير- التي عدلت مدارها وأُدخلت إلى الغلاف الجوي الأرضي.

وصرحت ناسا -وكالة الطيران والفضاء الأمريكية- في فبراير عام 2013: «لقد كان قرارًا موفقًا»، في إشارتها إلى أن عاصفةً شمسيةً قد تسببت بالفعل في تضخم الأحزمة الإشعاعية فور تشغيل الجهاز. وأضافت الوكالة: «ثم حدث شيء لم ير أحد مثله من قبل، استقرت الجسيمات في شكل جديد كحزام ثالث إضافي يمتد نحو الفضاء. في غضون أيام من الإطلاق، أظهر مسبار فان آلين للعلماء أمرًا ربما يستدعي إعادة كتابة الكتب العلمية».

الدرع الواقي:
أظهرت البيانات التي جمعها المسباران أن الأحزمة الإشعاعية تحمي الأرض من جزيئات عالية الطاقة. وقال رئيس الباحثين في الدراسة (دان بيكر – Dan Baker) من جامعة كولورادو في بولدر في بيان: «يُعتبَر الحاجز أمام الإلكترونات فائقة السرعة ميزةً استثنائيةً للأحزمة. نحن نستطيع دراستها للمرة الأولى، إذ لم نحصل من قبل على قياسات دقيقة للإلكترونات عالية الطاقة».

ساعدت هذه المعلومات الجديدة العلماء على نمذجة تغييرات الأحزمة. في يناير 2016، كشف العلماء أن شكل الأحزمة يعتمد على نوع الإلكترون الذي يُدرَس، أي أن الحزامين أكثر تعقيدًا بكثير. اعتمادًا على ما يُرصَد؛ قد يكون حزامًا واحدًا أو حزامين منفصلين أو مجرد حزام خارجي (دون حزام داخلي على الإطلاق).

في ذلك الوقت أعلنت ناسا: «وجد الباحثون أن الحزام الداخلي -الحزام الأصغر في الصورة الكلاسيكية للأحزمة- أكبر بكثير من الحزام الخارجي في رصد الإلكترونات منخفضة الطاقة، في حين أن الحزام الخارجي أكبر في حالة رصد الإلكترونات عالية الطاقة، وفي أعلى مستوى للطاقة تختفي بنية الحزام الداخلي بالكامل. لذلك -اعتمادًا ما يُركز عليه المرء- يمكن أن تبدو الأحزمة الإشعاعية ذات بنيات مختلفة للغاية بشكل متزامن».

لكن ما يحدث عندما ترتطم جزيئات الشمس بالأحزمة خلال عاصفة مغناطيسية ما يزال غير مفهوم بشكل جيد. من المعروف أن عدد الإلكترونات في الأحزمة يتغير، يتناقص أو يتزايد اعتمادًا على الحالة. وتعود الأحزمة أخيرًا إلى شكلها الطبيعي بعد مرور العاصفة. أشارت ناسا إلى أن نوع العاصفة التي تسفر عن نوع محدد من الأحزمة ما زال غير معروف. ولاحظت الوكالة أيضًا أن كل الملاحظات السابقة أُجريَت على إلكترونات ذي مستويات منخفضة من الطاقة. ما يتطلب مزيدًا من العمل لاستكمال الدراسة.

لحسن الحظ، حصل العلماء على فرصة لمراقبة عاصفة عن كثب في مارس 2015، عندما اصطدم أحد مسباري فان آلين بالمنطقة “اليمنى” للمجال المغناطيسي للأرض لرؤية صدمة interplanetary (بين كوكبية). تصف ناسا هذه الصدمات بكونها تشبه ما يحدث عند تسبب الزلازل في حدوث تسونامي؛ في هذه الحالة، تخلق كتلة الجسيمات المشحونة المطرودة من الإكليل الشمسي صدمةً في مناطق محددة من الأحزمة.

كتبت ناسا في ذلك الوقت: «قاست المركبة الفضائية نبضًا مفاجئًا للإلكترونات المُنَشطة لسرعات قصوى -بسرعة تقارب سرعة الضوء- عندما ضربت الصدمة حزام الإشعاع الخارجي، كانت مجموعة الإلكترونات هذه قصيرة العمر، وتبددت طاقتها في غضون دقائق. ولكن بعد خمسة أيام -أي بعد فترة طويلة من انتهاء العمليات الأخرى التي تسببت فيها العاصفة- اكتشف مسبار فان آلين عددًا متزايدًا من الإلكترونات ذات الطاقة الأعلى. يُعد ذلك دليلًا على عمليات إضافة للطاقة للإلكترونات الفريدة التي تعقب العاصفة».

في عام 2017، نشرت صحيفة واشنطن بوست مقالًا يشمل بعض أصوات الفضاء المسجلة من جهاز على متن مسبار فان آلين، والتي يطلق عليها اسم (الجهاز المركب للمجال الكهربائي والمغناطيسي والعلوم التكاملية-Electric and Magnetic Field Instrument Suite and Integrated Science) والمختصر باسم (EMFISIS).

لا يستطيع البشر سماع هذه الأصوات -إذ لا يوجد وسيط يمكنه حمل الموجات الصوتية- لكن يمكن ترجمة هذه البيانات بصورة واضحة تمامًا. تتواجد الموجات الكهرومغناطيسية في نفس نطاق التردد لجزء الطيف الصوتي الذي يستطيع البشر سماعه. كانت ترجمة تلك الموجات الراديوية إلى ملفات MP3 أمرًا بسيطًا، أي تحويل بيانات EMFISIS إلى بث إذاعي من السماء.

حزام فان آلن وطبقة الاوزون واستحالة الصعود إلى القمر

حزام فان ألن الشعاعي هو طارة طاقية من جسيمات المشحونة (بلازما) حول الأرض والذي يثبت في موقعه بسبب قوة الحقل المغناطيسي الأرضي. ولا يتوزع هذا الحزام بشكل متناظر حول الأرض، ففي اتجاه الشمس ينضغط بسبب تأثير الرياح الشمسية، بينما في الطرف المقابل يتمدد إلى ثلاث اضعاف قطر الأرض. وهذا ينشأ فجوة تدعى فجوة شامبان فيرارو. ينقسم الحزام إلى قسمين القسم الأول هو القسم الخارجي حيث تتواجد فيه إلكترونات مشحونة نشطة والجزء الداخلي يحتوي على الإلكترونات والبروتونات كما يحتوي الحزام على أنواع أخرى من النكلونات مثل جسيمات ألفا. يرتبط حزام فان ألن بظاهرة الشفق القطبي بحيث تضرب الجسيمات المشحونة الجزء العلوي من الغلاف الجوي ويحتوي الحزام على المادة المضادة حيث يدرس العلماء إمكانية الحصول عليها بواسطة مجارف مغناطيسية .

الحزام الخارجي
يمتد الحزام الخارجي فوق الأرض من 1,000 إلى 60,000 كم فوق سطح الأرض. أما أكثر المناطق شدة في الحقل فتكون على ارتفاع من 4 إلى 5 من قطر الأرض. يتشكل الإشعاع الخارجي للإلكترونات من انتشار الأشعة الداخلة إضافة إلى التسارع المحلي بسبب الطاقة الناتجة من نموذج ويستلر لإشعة البلازما إلى أشعة الحزام الإلكترونية. ويتم إزالة الإلكترونات الحزام بشكل مستمر بسبب الاصطدام مع الجسيمات الغير مشحونة.

كما تمكنت مركبتان لوكالة “ناسا” الأمريكية، ولأول مرة، من تسجيل صوت صادر دائما عن حزم هائلة شعاعية ملتفة حول الأرض. وهذا الصوت صادر عن “حزام فان ألن”،والحزام هو من طرفين ينضغط أحدهما بتأثير الرياح الشمسية، فيما يتمدد الآخر إلى ما يزيد 3 مرات قطر الأرض، فينشأ ما يسميه العلماء “فجوة شامبان فيرارو”، كما تنشط في الطرف المنضغط إلكترونيات تعمل على اصطياد جزيئات من الطاقة هائمة في الفضاء وتضمها إلى الحزام فيتجدد شبابه دائما.

في تلك الفجوة تتواجد أيضا “إلكترونيات قاتلة” تؤثر على عمل الأجهزة السالكة في الفضاء، لذلك تتحاشاها المركبات. ويوم 5 سبتمبر 2012 التقطت المركبتان الصوت الذي درسوه قائلين إنه لحزم مشبعة بالطاقة وقدروا قوته وطبيعته وعرفوا أن الأذن البشرية يمكنها سماعه فيما لو نزع أحد الرواد خوذته عن رأسه وهو يسبح في الفضاء. في 2013, اعلنت ناسا عن اكتشاف مجسات فان الن لطبقة انتقالية ثالثة استمرت على نحو 4 أسابيع قبل أن تدمر بواسطة صدمة موجية كوكبية داخلية من الشمس.

والصوت هو لجزيئات من الطاقة هائمة قرب أعلى الطرف الممتد من “حزام فان ألن” الملتف حول الأرض، وحين يلتقطها بقوة التمغنط فإنها تنصاع وتمضي إليه مطلقة موجات راديوية شبيه بالصفير المتقطع الصادر عن الغواصات عادة.

الآثار المترتبة عن السفر الفضائي
تدخل المركبة الفضائية المسافرة إلى ما وراء المدار الأرضي المنخفض منطقة إشعاعات حزامي فان آلن. وراء الحزامين، تواجه المركبة أخطارا إضافية من الأشعة الكونية وأحداث الجسيم الشمسي . توجد منطقة بين الحزام الداخلي والخارجي طولها 2 إلى 4 نصف قطر الأرض ويُشار إليها أحيانا “بالمنطقة الآمنة”.

يمكن أن تتضرر الخلايا الشمسية والدارات المتكاملة والمستشعرات بالإشعاعات، وأحيانا يمكن أن تسبب العواصف المغناطيسية الأرضية أضرارا للمكونات الإلكترونية الخاصة بالمركبة الفضائية. جعل تصغير ورقمنة إلكترونيات والدارت المنطقية الخاصة بالأقمار الصناعية هذه الأخيرة أكثر عرضة للإشعاعات، لأن إجمالي الشحنة الكهربائية في هذه الدارات أصبح الآن صغيرا كفاية لمقارنته مع شحنة الأيونات القادمة. يجب تقسية الإلكترونيات الموجودة في الأقمار الصناعية ضد الإشعاعات لتعمل بكفاءة. عادة ما يتم إيقاف تشغيل مستشعرات مرصد هابل الفضائي حين يمر في مناطق شديدة الإشعاع. حين يمر قمر صناعي مدرع بـ 3 ملم من الألمنيوم في مدار بيضاوي (320 على 32190 كلم) عبر الحزامان سوف يتلقى 2500 ريم (25 سيفرت) لكل سنة. (للمقارنة: جرعة 5 سيفرت لكامل الجسم مميتة.) تقريبا جميع الإشعاعات ستُستقبل أثناء المرور بالحزام الداخلي.

حزام فان ألن وطبقة الاوزون واستحالة الصعود الى القمر

الغلاف الجوى و حزام فان الين
اولا كل جرام واحد من الماده يحتوى على 600.000 مليون مليون ذرة
ما هى فائدة الغلاف الجوى؟ ….حماية الارض
مما يتكون الغلاف الجوى ؟…خمس طبقات….و كل طبقه تخدم الارض
ما هو الخطر القادم من الخارج الذى من اجله اقام الله هذه الطبقات ؟
الاشعاعات الخطرة…….القادمة من الشمس او من اعماق الكون
الجسيمات المشحونة…… القادمة من الشمس او من اعماق الكون
المذنبات الضخمة
تيارات الشهب الدقيق التى فى حجم الرمال
النيازك و ما تحمله من صخور و معادن
الكويكبات الضخمة !!
ما هو الضغط الجوى ؟
الف كيلو جرام و هو وزن عامود هواء فوق كتفى الانسان و لا يشعر به احد و لو اختفى الضغط الجوى لانفجر الانسان
و هو يماثل ايضا لوح رصاص ثقله على السم المربع 2.7 كيلو
ما هو حجم الغلاف الجوى ؟
6500 كيلو …و تنخف فيه درجة الحرارة 6.5 درجة لكل كيلو ارتفاعا
طبقات الغلاف الجوى :

الطبقة الأولى ” تروبوسفير” :
ارتفاعها 15 كيلو
تتحرك فيها الرياح بطريقه عمودية
و هى منطقة الاعاصير و العواصف و السحب و الغبار العالق و البرق و الرعد
درجه الحراره فى آخر الطبقة 80 تحت الصفر
الطبقه الثانية “ستراتوسفير” :
تمتد من 15 كيلو الى 75 كيلو
تيارات الهواء هنا افقيه و سريعة 320 كيلو فى الساعة و تؤثر على الارض بالعواصف الثلجيه و الاعاصير
درجه الحراره فى ال50 كيلو الاولى 150 تحت الصفر…اما فى ال30 كيلو الخيرة فترتفع الى 70 درجة فوق الصفر لوجود طبقة الاوزون القابضة للاشعة فوق البنفسجية ثم تنخفض بعد ذلك الى 70 تحت الصفر !!!
و طبقه الاوزون تتكون من اتحاد ثلاث ذرات اكسوجين و هو غاز سام جدا
و لو وضع كوب اوزون على 50 الف كوب ماء لمات الانسان عن شربه او الاستحمام به !!!!
و الاشعة فوق البنفسجية التى تمتصها الطبقة حارقة لجلد الانسان و الحيوان و مسرطنة و حارقة لجنين النباتات و بذلك فلن تنبت البذور ايضا !!!و يصل تأثيرها الضار لاعماق بعيدة فى البحار و المحيطات
متى اكتشفت طبقة الاوزون ؟
فى عام 1979 و بطريق الصدفة فى القطب الجنوبى و يتسع عام بعد عام و سببه غاز الكلورو فلورو كربون المنبعث من مصانع الدول المتقدمة
الطبقة الثالثه ” أيونوسفير ” :
تبدأ من 80 كيلو الى 550 كيلو
و بسبب الاشعة السينية و فوق البنفسجية تتحول الذرات الى أيونات سالبة نتيجة اكتسابها الكترونات و الى ايونات موجبة لفقدها الكترونات
ويحدث الانفصال نتيجة درجة الحرارة العالية جدا فتصبح فى حالة تأين اى حالة بين الاشعاع و الغازية !!!
ترتفع درحه حراره الطبقه الى 1000 درجه عند نهايتها
و هى مسؤله عن عكس موجات الراديو و بدونها تصبح الاتصالات على الارض صعبة جدا
و هذة الطبقة مسؤلة عن اصطياد الجسيمات الخطيرة القادمة من الشمس او الفضاء
اما آخر هذه الطبقة فهو طبقة رقيقة من الصوديوم مجهولة الفائدة حتى الآن الا انها السبب فى الاشعة الصفراءعند الشروق و الغروب
الطبقة الرابعة “اكسوسفير” :
تبدأ من ارتفاع 650 كيلو الى 1600 كيلو
و درجة حرارة هذه الطبقة تصل الى 2000 درجة مئوية و عندها ينتهى الغلاف الجوى

هل صعد رواد فضاء الى القمر ؟
اليك بعض الحقائق العلمية التى تشكك فى صعود انسان (و ليس آله) للقمر
– سرعة الصاروخ 5202 كيلو فى الساعة
– سمك جدار الصاروخ 1 بوصه
– قطر الصاروخ بحجم حجرة متوسطة الحجم
-يقطع الصاروخ آخرالطبقة الثالثه ذات ال 1000درجة ثم الرابعه ذات ال2000 درجه فى حوالى 11.5 دقيقه
– هل يستطيع انسان فى هذا المكان الضيق ان يتحمل هذة الحرارة ؟
– و ماذا عن الوقود فى هذه الحرارة ؟
– و ماذا عن معامل الاحتكاك بين مقدمة الصاروخ و الطبقه الرابعةالتى يقطنها الرائد ؟ و كم ستصل درجة الحرارة مع الاحتكاك ؟
– كذب الفرنسيين و الالمان فى الثمانينات الامريكان و قالوا ان الرواد تم تصويرهم فى صحراء نيفادا
– روسيا المتقدمة فى الصواريخ عن امريكا لم تعلن عن صعود رواد الى القمر و لا غيرها من الدول حتى الآن
– الطبقه المشعة التالية و خطورتها على حياة الرائد
الطبقة الخامسة “الماجنيتوسفير” :
و تبدأ من 1600 كيلو الى 65.000كيلو !!!!!!
اول هذه الطبقة حزام فان الين الاشعاعى و الذى يبعد عن الارض 2700 كيلو و الذى ينتهى مع انتهاء الطبقه الخامسه
و هو نتيجة تأثير المجال المغناطيسى للارض و تأثيره على الجسيمات الذريه المشحونة القادمة من الفضاء الخارجى حيث انه يجعلها تدور حول الارض على هيئة احزمة و هو يسمى حزام فان الين و قد اكتشف عن طريق اول قمر اصطناعى عام 1958
و هو مقسمة الى قسمين …الاول تضم بروتونات موجبة و الثانى تضم الكترونات سالبة
و فائدته هو امتصاص الجسيمات النوويه الحرة و الاشعاعات المدمرة قبل و صولوها للارض
و هو خطير على رواد الفضاء نظرا للاشعاع الخطير الذى يحتاج حجبه عن الرواد درع رصاص سمكه 2 متر !!!! فتامل ….و هذا عن امكانات حقبة الستينيات
..اما الآن فيحاولون تطوير درع من البلاستيك مقاوم للاشعاع
ينتهى المجال المغناطيسى عند 640.000 كيلو من الارض
ما هى فائدة المجال المغناطيسى للارض ؟
وهو يحمى الارض من الرياح الشمسية
و يثبت حزام فان الين من الهروب الى الفضاء
سبحان من هذا ملكه………
“يا معشر الانس و الجن ان استطعتم ان تنفذوا من اقطار السموات و الارض فانفذوا لا تنفذون الا بسلطان , فبأى ءلاء ربكما تكذبان , يرسل عليكم شواظ من نار و نحاس فلا تنتصران” الرحمن (33 – 35)
هذة هى اقطار الارض ….فماذا عن اقطار السموات !!!!!!

ظاهرة الأورورا

الشفق القطبي تحفة طبيعية تسحر الأنظار بسماء ملونة باللون الأخضر والأرجواني والوردي والأصفر، ويسمى “Aurora borealis”.

الشفق القطبي، ظاهرة كونية طبيعية سحرت الإنسان منذ القدم، وتحدث عند تصادمات بين جزيئات مشحونة كهربائيا من الشمس تدخل إلى الغلاف الجوي للأرض. وتنير الفضاء بأضواء تجمع بين اللون الأخضر والأرجواني والوردي والأصفر.

وترى الأضواء فوق الأعمدة المغناطيسية لنصفي الكرة الشمالي والجنوبي. وتُعرف باسم “Aurora borealis” في الشمال و”Aurora australis” في الجنوب على ارتفاع من ٦٠ إلى أكثر من ٢٥٠ ميلا عندما تصبح الجسيمات المشحونة من الشمس محاصرة في المجال المغناطيسي للأرض.

ولأخذ أجمل الصور لهذه الظاهرة وعيش تجربة سحرية مع الأضواء الشمالية والجنوبية، إليكم أبرز الدول للقيام بهذه المغامرة بحسب ما نشره موقع “nationalgeographic”:

– ريكيافيك – أيسلندا
تعد أيسلندا من أجمل الوجهات السياحية حيث توجد فيها الأنهار الجليدية والسخانات والشلالات الضخمة والبراكين. ويمكن مشاهدة الشفق القطبي في أواخر أغسطس/آب حتى أبريل/نيسان من كل عام، في ضواحي منطقة ريكيافيك ومنارة Grotta، وأيضا يمكن الاستمتاع بالألوان الراقصة في مساكن Buubble، ومن بحيرات الينابيع الحارة.

– فيربانكس – ألاسكا
يقع فيربانكس على بعد درجتين من القطب الشمالي في مدينة ألاسكا بالقرب من المطار الدولي ومتنزه دينالي الوطني، وتعد فيربانكس من أفضل الأماكن في الولايات المتحدة لأخذ الأضواء الشمالية حيث يبدأ الشفق من ٢١ أغسطس/آب حتى ٢١ أبريل/نيسان، وهي من أكثر الفرص الممتعة لرؤية الضوء الشمالي في ألاسكا بمسمى أورورا بورياليس “Aurora Borealis”.

– يلونايف – كندا
يلونايف هي عاصمة الأقاليم الشمالية الغربية في كندا وأكبر مدنها، وتسمى قرية “Aurora”، حيث تشتهر بكثرة مشاهدة الضوء الشمالي والأنشطة الخاصة للسياح لمشاهدة جمال الظاهرة الكونية بالقرب من شواطئ بحيرة “Great Slave”، لأنها تقع على خط العرض الشمالي وتعتبر Wood Buffalo وJasper National Park من الأماكن المشهورة للعرض.

الفريد آلن

ألفرد جي. ألين (بالإنجليزية: Alfred G. Allen)‏ هو محامي وسياسي أمريكي، ولد في 23 يوليو 1867 في ويلمنغتون في الولايات المتحدة، وتوفي في 9 ديسمبر 1932 في سينسيناتي في الولايات المتحدة. حزبياً، نشط في الحزب الديمقراطي. وقد انتخب عضو مجلس النواب الأمريكي.

طبقات الغلاف الجوي

طبقات الغلاف الجوي يحتوي الغلاف الجوي المحيط بالأرض على العديد من الطبقات المُكونة له، والتي تبدأ من سطح الأرض إلى الفضاء الخارجي، وهذه الطبقات كالآتي: تروبوسفير تُعد طبقة التروبوسفير (Troposphere) الطبقة الأولى من طبقات الغلاف الجوي تبعاً لقربها من سطح الأرض، حيث تمتد على مسافة عمودية من مستوى سطح البحر مقدارها 10 كم تقريباً، لكن هذا الارتفاع غير مُنتظم حيث قد يصل بالقرب من خط الاستواء إلى 20 كم، وقد يكون طوله 7 كم فوق منطقة القطبين وذلك خلال فصل الشتاء، إذ يتأثر ارتفاع هذه الطبقة فوق سطح الأرض باختلاف خطوط العرض والفصول، حيث يزداد ارتفاعه في الصيف بينما يقل في الشتاء، وتتركز في هذه الطبقة معظم كتلة الغلاف الجوي للأرض حيث يحتوي التروبوسفير على ما نسبته 75 إلى 80 بالمئة من إجمالي كتلة الغلاف الجوي، وتُعتبر هذه الطبقة مكاناً لحدوث حالات الطقس المختلفة حيث ترجع التغيرات الجوية التي تحدث على سطح الأرض إلى هذه الطبقة، فضلاً عن أنها الطبقة الحاضنة لمعظم أنواع الغيوم الموجودة في الغلاف الجوي، كما أن هذه الطبقة تمتاز بالرطوبة العالية مقارنة بغيرها من طبقات الغلاف الجوي والتي تحتوي على كمية قليلة من الرطوبة، ويتناسب ضغط الهواء وكثافته وبرودته في هذه الطبقة تناسباً عكسياً مع مقدار قربها إلى سطح الأرض، فيكون الهواء دافئاً أكثر بالقرب من سطح الأرض بينما يكون ذو ضغط وكثافة أقل كلما زاد الارتفاع عن مستوى سطح الأرض. تتركز في طبقة التروبوسفير العديد من الغازات المختلفة، إذ يُشكل النيتروجين النسبة الأكبر فيها حيث يحتل ما نسبته 78% من إجمالي الغازات الموجودة في هذه الطبقة، بينما يُشكل الأوكسجين نسبة مقدارها 21%، بينما تتوزع الواحد بالمئة الباقية على غازات أخرى منها الأرجون الذي يُشكل نسبة 0.9%، وتحتوي طبقة التروبوسفير على معظم بخار الماء الموجود في الغلاف الجوي وبنسبة تصل إلى 99%، ويقل تركيز بخار الماء في هذه الطبقة مع ارتفاعها عن سطح الأرض، فبخار الماء الموجود في الغلاف الجوي يعمل على المحافظة على درجة حرارة الأرض وتنظيمها حيث يقوم بامتصاص الطاقة الشمسية والاشعاع الحراري من سطح الأرض. ستراتوسفير تعتبر طبقة التراتوسفير (بالإنجليزية: Stratosphere) الطبقة الثانية من طبقات الغلاف الجوي تبعاً لقربها من سطح الأرض، إذ تمتد على ارتفاعات مختلفة من طبقة التروبوسفير، فهي تبدأ من ارتفاع 10 كم تقريباً فوق سطح الأرض في مناطق خطوط أو دوائر العرض المتوسطة، ويُمكن أن يختلف ارتفاع بداية هذه الطبقة تبعاً لاختلاف الفصول وخطوط العرض، فعند خط الإستواء تكون على ارتفاع 20كم، بينما في منطقة القطبين تبدأ على ارتفاع مقداره 7كم أثناء فصل الشتاء، وتمتد هذه الطبقة في الغلاف الجوي لارتفاع 50كم تقريباً، ويُفصل بين أسفل هذه الطبقة وطبقة التروبوسفير بمنطقة تسمّى التربوبوز (بالإنجليزية: Tropopause)، بينما يُفصل بين المنطقة العليا منها والطبقة التي أعلاها بمنطقة تسمى بالستراتوبوز (بالإنجليزية: Stratopause)، وعلى عكس طبقة التروبوسفير فإن درجات الحرارة في طبقة الستراتوسفير تتناسب تناسباً عكسياً مع ارتفاع الطبقة، حيث تصبح درجات الحرارة أكثر سخونة عند الارتفاع في هذه الطبقة، وتُعتبر طبقة الستراتوسفير مكاناً لطيران الطائرات النفاثة حيث يكون الهواء في هذه الطبقة مُستقراً. تحتوي طبقة الستراتوسفير على ما يُعرف بغاز الأوزون (بالإنجليزية: Ozone) حيث يوجد فيها ما نسبته 85% إلى 90% من إجمالي الأوزون الموجود في الغلاف الجوي، وينتج الأوزون عند تعرُض جزيء الأكسجين (O2) للأشعة الفوق البنفسجية الصادرة من الشمس؛ حيث تعمل هذه الأشعة على تحليل هذا الجزيء إلى ذرات الأكسجين (O) التي تتحد مع جزيئات الأكسجين (O2) لتكوُن ما يُعرف بغاز الأوزون (O3)، ولا تقتصر طبقة الستراتوسفير على احتوائها على غاز الأوزون فهي مكان لوجود العديد من الغازات والمركبات الأخرى كأكاسيد النيتروجين، وحمض النيتريك، وحمض الكبيريتيك، والهالوجين وأكاسيده فضلاً عن بعض المركبات الأخرى التي قد تنتج من حدوث البراكين كحمض الهيدروكلوريك (HCl)، وحمض الهيدروفلوريك (HF) وغيرها من المركبات الأخرى. ميزوسفير تُعتبر طبقة الميزوسفير (بالإنجليزية: Mesosphere) طبقة غنية بتواجد العديد من ذرات الحديد وبعض المعادن الأخرى، ويعود ذلك إلى النيازك الساقطة التي تتبخر في هذه الطبقة بينما تبقى بعض من موادها موجودة في الميزوسفير، وتحتوي هذه الطبقة على الغيوم البراقة أو المتألقة ليلاً (بالإنجليزية:Noctilucent clouds) الواقعة في المناطق القريبة من القطبين على ارتفاعات عالية، وتمتاز الميزوسفير بظواهر غريبة تُشبه البرق تحدث على ارتفاع عشرات الكيلومترات من العواصف الرعدية التي تحدث في طبقة التروبوسفير التي تقع أسفل طبقة الميزوسفير، وتمتاز هذه الطبقة بأنها جافة ورطوبتها قليلة، وعلى الرغم من هذه الظواهر والميّزات المتوفرة في طبقة الميزوسفير فإنها تُعتبر طبقة غامضة بعض الشيء حيث أنه يصعُب معرفة الكثير عن خصائصها، ويعود ذلك لصعوبة وصول أدوات البحث العلمي المختلفة كبالونات الطقس والطائرات إلى هذه الطبقة العالية، وعلى الرغم من أن الأقمار الصناعية تدور فوق طبقة الميزوسفير فإنه يتعذر عليها التعرف بشكل مُباشر على خصائصها، واستطاع العلماء ايصال بعض الأدوات العلمية لجمع بعض العينات من هذه الطبقة، لكن هذه الرحلات العلمية كانت قصيرة ونادرة. ثيرموسفير تُعتبر طبقة الثيرموسفير (بالإنجليزية: Thermosphere) الطبقة الرابعة من طبقات الغلاف الجوي والتي تأتي مُباشرة فوق طبقة الميزوسفير وهي تمتد من ارتفاع 90 كم فوق سطح كوكب الأرض وترتفع إلى حوالي 500 إلى 1000كم، ويُسمى الحد الفاصل بين طبقة الثيرموسفير والطبقة التي تليها بالثيرموبوز (Thermopause)، بينما يُطلق على الحد الفاصل بينها وبين الطبقة التي تحتها اسم الميزوبوز (Mesopause)، وتُعرف هذه الطبقة بأنها الطبقة التي يدور ضمنها محطة الفضاء الدولية وغيرها من المكوكات الفاضية الأخرى، ويبلغ معدل درجة الحرارة في هذه الطبقة حوالي 200 درجة مئوية، لكن هذه الحرارة قد تزداد بشكل كبير أثناء النهار فقد تصل في بعض الفترات التي يكون بها النشاط الشمسي عالياً إلى 500 درجة مئوية، وتختلف درجات الحرارة في طبقة الثيرموسفير تبعاً لارتفاعها ففي الطبقات السفلية من هذه الطبقة وتحديداً تلك الطبقات التي تكون على ارتفاع 200 إلى 300كم فإن درجات الحرارة ترتفع بها بشكل حاد ثم تستقر، وفي طبقاتها العليا فإن درجات حرارة الثيرموسفير تتراوح بين 500 إلى 2000 درجة مئوية بل إنها يُمكن أن تصل لأكثر من ذلك، وتكون كثافة الهواء في طبقة الثيرموسفير مُنخفضة بشكل كبير. تتكون طبقة الثيرموسفير من العديد من الذرات والجزيئات المختلفة، حيث تتفكك الجزئيات المكونة للغازات جراء اصطدامها ببعضها البعض ضمن هذه الطبقة، ويكون هذا التفكُك تبعاً للخصائص الكيميائية لكل جزيء، كما تعمل الفوتونات الخاصة بالأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية التي مصدرها الشمس على تفكيك هذه الجزيئات وفصلها عن بعضها البعض، وفي حين تتكون طبقة الثيرموسفير من غازات الأكسجين (O2) والنيتروجين (N2) فإن هذه المكونات تختلف وتتغير في الأجزاء العليا من طبقة الثيرموسفير لذرات النيتروجين والأوكسجين، بالإضافة إلى ازياد تركيز المكونات الذرية والأيونية والغازات المتأينة مثل الهيليوم والهيدروجين في أعلى هذه الطبقة، وتقل نسبة الجزيئات كلما زاد ارتفاع هذه الطبقة، وبتغير الارتفاع تختلف عمليات التأين ومستوياتها، وكثافة الجزيئات والتركيب الكيميائي للمواد. أيونوسفير تُعتبر طبقة الأيونوسفير (Ionosphere) أو الغلاف الأيوني إحدى الطبقات التي تتداخل مع طبقة الميزوسفير والثيرموسفير والإكسوسفير، بالإضافة إلى أن أجزاء من هذه الطبقة تتداخل مع الغلاف المغناطيسي لكوكب الأرض، وهذه الطبقة ذات سمك مُتغير يزيد ويتقلص تبعاً لمقدار الطاقة الشمسية التي تصل إليها، وتُقسم الأيونوسفير إلى مجموعة من المناطق الفرعية التي تُعرف بـ D و E و F تبعاً للطول الموجي للاشعاع الشمسي، وسُميّت طبقة الأيونوسفير بهذا الإسم نظراً لوجود تراكيز عالية من الجزيئات المتأينة والمشحونة كهربائياً من أيونات وإلكترونات فيها، وعند تأثُر الجسيمات المشحونة الموجودة في الأيونوسفير بالحقول المغناطيسية التي تنتج عن كل من الأرض والشمس، التي تمتد من ارتفاع 48 كم تقريباً من سطح الأرض إلى ارتفاع قد يصل إلى حافة الفضاء الخارجي على ارتفاع 965 كم، فيحدث ما يُعرف بظاهرة الشفق القطبي (بالإنجليزية: auroras) الجميلة التي تظهر في قطبي الأرض، وتُستخدم هذه الطبقة لنقل الاشارات اللاسلكية ومحطة الفضاء الدولية. ومن الجدير بالإشارة إليه أن بعض الجهات العلمية التي تُعنى بمجالات البحث العلمي الخاص بالغلاف الجوي كمركز (UCAR) ترى بأن طبقة الأيونوسفير لا تُعد واحدة من الطبقات الرئيسية المُكونة لطبقات الغلاف الجوي المختلفة، ويعود ذلك إلى أنها تتوزع عبر طبقات مُتعددة كالميزوسفير والثيرموسفيرعلى الرغم من أنها تمتلك خصائص خاصة بها. إكسوسفير يُعرف الإكسوسفير (بالإنجليزية: Exosphere) بأنه آخر طبقات الغلاف الجوي الخارجية وأبعدها عن الأرض، ويُعتبر وجود جزيئات الهواء في هذه الطبقة أمراً نادراً حيث يُمكن لجزيء واحد أن يمر في هذه الطبقة ليخرج إلى الفضاء الخارجي دون أن يصطدم بجزيء آخر موجود فيها، وذلك في حال عدم سحبه باتجاه الأرض بفعل قوى الجاذبية الأرضية وكذلك في حال امتلاكه لسرعة كافيه تُمكنه من الخروج للفضاء الخارجي، وتبدأ هذه الطبقة من منطقة تُعرف باسم الثيرموبوز (بالإنجليزية: Thermopause) أو ما يُعرف ب(Exobase) والذي يرتفع عن الأرض بمسافة تتراوح بين 250 إلى 500 كيلو متر ويختلف هذا الارتفاع تبعاً للنشاط الشمسي الذي يؤثر على الغلاف الجوي، ولا يُمكن تحديد الحد العلوي الذي تنتهي به هذه الطبقة تماماً، إلا أنه ومن الناحية النظرية يُقدر بارتفاع يصل إلى ما يُقارب 193 ألف كيلو متر وهو ما يُعادل نصف المسافة إلى القمر، وعند مثل هذه المسافات الهائلة فإن مقدار الضغط الإشعاعي للشمس على ذرات الهيدروجين الموجودة هناك يكون أكثر من قوة السحب التي تفرضها الجاذبية الأرضية، مِمَّ يُنتج ظاهرة تُعرف باسم الهالة الأرضية (بالإنجليزية: Geocorona)، وتُرصد هذه الظاهرة من الفضاء على ارتفاع 96,560 كم تقريباً. نظرة عامة عن الغلاف الجوي يُعرّف الغلاف الجوي (بالإنجليزية: Atmosphere) بأنه الحيّز المُحيط بسطح الكرة الأرضية بكل مكوناتها من يابسة، ومحيطات، وجبال جليدية وغيرها، ويمتد إلى الفضاء الخارجي، إذ يتكون من مجموعة من الغازات والأغبرة والعديد من الجزيئات العالقة بالجو أو ما يُطلق عليها بالهباء الجوي (بالإنجليزية:Aerosol)، وتتناسب كثافة الغلاف الجوي تناسباً طردياً من قربه إلى سطح الأرض، فكلما اقتربنا من سطح الأرض زادت كثافة الغلاف الجويّ، إذ تعمل الجاذبية الأرضيّة على سحب الغازات والأغبرة، والأدخنة قريباً من سطح الأرض، وما تجدر الإشارة إليه أن السبب وراء احتفاظ الأرض بغلافها الجوي هو وجود جاذبية عالية على سطحها، وهناك العديد من الكواكب العملاقة الأخرى تحتفظ بأغلفتها الجويّة ككوكب الزهرة والمريخ، بينما أدت الجاذبيّة المنخفضة لكواكب أخرى إلى فقدان الكوكب لغلافه الجوي كما هو الحال في كوكب عُطارد، ويمتاز غلاف الأرض الجوي باحتوائه على مركب الماء بحالاته الثلاثة سواء السائلة والصلبة أو حتى الغازية، إذ عزّزَ هذا الأمر تطور الحياة على سطح الكرة الأرضية.

Van Allen belt

A Van Allen radiation belt is a zone of energetic charged particles, most of which originate from the solar wind, that are captured by and held around a planet by that planet’s magnetic field. Earth has two such belts, and sometimes others may be temporarily created. The belts are named after James Van Allen, who is credited with their discovery. Earth’s two main belts extend from an altitude of about 640 to 58,000 km (400 to 36,040 mi) above the surface, in which region radiation levels vary. Most of the particles that form the belts are thought to come from solar wind and other particles by cosmic rays. By trapping the solar wind, the magnetic field deflects those energetic particles and protects the atmosphere from destruction.

The belts are in the inner region of Earth’s magnetosphere. The belts trap energetic electrons and protons. Other nuclei, such as alpha particles, are less prevalent. The belts endanger satellites, which must have their sensitive components protected with adequate shielding if they spend significant time near that zone. In 2013, NASA reported that the Van Allen Probes had discovered a transient, third radiation belt, which was observed for four weeks until it was destroyed by a powerful, interplanetary shock wave from the Sun.

Kristian Birkeland, Carl Størmer, Nicholas Christofilos, and Enrico Medi had investigated the possibility of trapped charged particles before the Space Age. Explorer 1 and Explorer 3 confirmed the existence of the belt in early 1958 under James Van Allen at the University of Iowa. The trapped radiation was first mapped by Explorer 4, Pioneer 3, and Luna 1.

The term Van Allen belts refers specifically to the radiation belts surrounding Earth; however, similar radiation belts have been discovered around other planets. The Sun does not support long-term radiation belts, as it lacks a stable, global, dipole field. The Earth’s atmosphere limits the belts’ particles to regions above 200–1,000 km, (124–620 miles) while the belts do not extend past 8 Earth radii RE.[6] The belts are confined to a volume which extends about 65° on either side of the celestial equator.