Есть мнение, что пилотируемые полёты на Луну не могли состояться в том числе и потому, что экспедиции пришлось бы пересечь радиационные пояса, образующие выше 500 километров над Землёй запретную для человека зону. Это одно из множества связанных с «лунной аферой» идиотских мнений, так что я считал уместным его игнорировать. Однако же, кроме «мнений» в комментариях встречаются и вопросы, подчас неожиданные:
Вопрос был вызван публикацией об эффекте накапливания в результате «консервации» солнечного ветра изотопа Не3 в лунном реголите. И это жаль, поскольку те же моменты рассматривались в куда более занимательной статье о «кратковременных лунных явлениях». Над безжизненным спутником Земли иногда воспаряют призрачные огни, движутся облака пыли, – на скалах может оседать иней… И ещё много всего. Большинство упомянутых в статье про КЛЯ волшебных и загадочных явлений имеют электростатическую природу.
То есть, КЛЯ вызваны именно тем, что беспокоит комментатора. Протоны солнечного ветра вонзаются в лунный грунт и вносят в него положительный заряд, так что кулоновское отталкивание даже поднимает над поверхностью не приваренную ещё космической радиацией пыль. Затем, – через некоторое время, – протоны рекомбинируют с электронами, образуя атомы водорода, часто, кстати, вступающие в реакции с другими химическими элементами в составе реголита. Так в «пыльном камне» появляется связанная вода, – обнаруженная там после анализа проб доставленных советскими автоматическими станциями… И вот возникает вопрос, откуда на Луне берутся электроны, чтобы лишние протоны нейтрализовать?
Как я уже отмечал выше, это очень неожиданный вопрос. Ибо, по идее, происхождение электронов должно быть очевидно, – из ветра же. Солнечного.
Солнце образовалось из газа и пыли, то есть, из молекулярного вещества, которое, после того, как в молодой звезде разгорелись термоядерные реакции, полностью ионизировалось. Температура, а значит и энергия частиц, росла, а кулоновская сила притяжения разноимённых зарядов – нет. Барьер стал легко преодолеваться. Как следствие, молекулы, а затем и атомы распались. Протоны отделились от электронов, но электроны-то никуда не делись. Из того что солнечная материя «сплошная масса спрессованных ядер водорода» не следует, что она положительно заряжена. Электроны – там же. Просто они водят хороводы сами по себе. Следствием чего, кстати, являются пятна и вспышки на Солнце.
Солнечный ветер, это самая горячая фракция звёздного вещества, утекающая, – чаще выбиваемая ударными волнами взрывов, – из хромосферы. И солнечный ветер тоже нейтрален. Он состоит как из протонов, так и из электронов… Собственно, если задуматься, «неожиданный» вопрос вполне ожидаем. Об электронах в составе солнечного ветра, как правило, не упоминается. До причины умолчания дело дойдёт позже, а пока стоит ответить на другой вопрос, – не заданный, зато, правильный.
...Температура, как известно, мера средней кинетической энергии частиц. И в силу данного обстоятельства Земля, например, удержать водород не может. Кинетическая энергия это «эм вэ квадрат пополам». Чем ниже масса, тем выше скорость, и у самых лёгких молекул – молекул водорода – она легко превышает вторую космическую… Всё это, казалось бы, не имеет отношения к делу, но – масса электрона ниже массы протона в 2000 раз. Следовательно, при равной температуре скорость электронов должна быть в 44 раза выше. Так почему же «электронный газ» с Солнца не утёк?
В том числе из-за кулоновских сил. Если электрон не связан с отдельным протоном, это не значит, что он с протонами не взаимодействует. Но, вообще, под температурой солнечного вещества имеется ввиду температура протонов. Электроны холоднее, так как, двигаясь сквозь поле более массивных частиц легко рассеивают энергию. С Солнца их утаскивают с собой протоны. Уходя в космос, положительно заряженное облако плазмы, кулоновской силой тянет за собой и отрицательно заряженный шлейф.
И в таком виде – поток не связанных между собой протонов и электронов – солнечный ветер достигает планет. В случае «Кратковременных Лунных Явлений» можно отметить, что возникают они, как правило, на рассвете. «Остывание» протонов – рассеяние энергии во взаимодействиях с атомами грунта, – занимает время, и рекомбинация происходит не сразу.
В случае же Земли рекомбинация вообще не происходит. Более массивные протоны, прежде чем будут закручены магнитным полем, проникают глубже, – самые дерзкие до высоты 500 км, но максимальная плотность наблюдается на высоте 4000 км. Электроны отстают и образуют свой – внешний – радиационный пояс с внутренней границей 12500 км и максимальной плотностью на высоте 17000 км.
...Причём, это единственный случай, когда солнечные электроны вообще как-то ассоциируются с «радиацией». Причины, по которым они в составе космических излучений не упоминаются, собственно, раскрыты выше. Скорость электронов не больше скорости протонов, а энергия, соответственно, меньше. Пробить даже легчайший корпус электронам не судьба, и никакой опасности они не представляют.
Протоны же – представляют. Без принятия специальных мер предосторожности (для космических аппаратов слишком обременительных) на высоте 4000 км космонавт получит смертельную дозу радиации всего за 70 суток. Однако, во время лунных миссий радиационные пояса лишь пересекались, так что доза полученная астронавтами, – не в поясах, а в сумме, – за 8 дней составила 10% от уровня рекомендованного минздравом. Проще говоря, выше 500 километров космонавт копит бэры впятеро быстрее работающего в соответствии с инструкциями врача рентгенолога.
