“范艾伦辐射带”构成超级粒子加速器（上）

两个一组的范艾伦探测器在距离地球较近的外太空辐射带巡视，在辐射带中心区域发现了自然生成的“粒子加速器”，超级的粒子加速器位于近地太空最苛刻的区域，有两条或三条粒子剧烈活动的辐射带，近地太空辐射剧烈的区域被称为“范艾伦辐射带”。借助范艾伦探测器的帮助，科学家在范艾伦辐射带的中心区域发现了超级加速器，范艾伦辐射带内的太空粒子被类加速器的磁场效应加速到了接近光速或粒子被加速到光速的99%以上。辐射带内的加速器有加速的机制和超级能量的来源，但人们很难给出清晰的解读。

从NASA的范艾伦探测器传回了数据，超级加速器的能量来自辐射带，太空粒子在辐射带强大能量的作用下被加速到了接近光速，电磁场能量对粒子产生了巨大冲击，好似有人在荡秋千时受到了旁人有节律的推动，荡秋千的高度越高，摇摆的速度就越快。范艾伦辐射带内的粒子受到本地能量的推动，好似地球飓风的形成，横扫地面的飓风在本地能量的推动下极速生成，温暖区域的海水是飓风的能量之源。范艾伦辐射带的能量来自辐射带内的超强电磁波，电磁场的巨大能量驱动了带电粒子的高速运动。

范艾伦辐射带形成了电磁场的加速器机制，对辐射带特性的认知有助于太空气象预报的改进，近地辐射带构成了对近地卫星的危害，《科学》杂志发表了范艾伦项目团队的研究成果。对范艾伦辐射带性质的研究促成了实地研究，NASA在2012年8月发射了两个范艾伦探测器，承载科学目标的探测器直接穿越了辐射带。辐射带内的太空粒子被加速到极高的速度，辐射带的本地超高能量形成了对粒子的冲击力，驱动了粒子的高速运动，在第一手资料的帮助下，科学团队第一次解开了辐射带性质的一大谜题。

范艾伦探测器项目的主要科学家戴维·西贝克解释说，马里兰州绿地的NASA戈达德太空飞行中心负责探测卫星的使命计划，探测器被发送到辐射带中心，实现了预定的发射目标和计划，在辐射带内找到了超级加速器的能量形成机制，取得了令人振奋和期待的成果。NASA发射了探索者1号和探索者3号范艾伦辐射探测器，它们首次到达了近地的太空辐射带，该辐射区域形成了宇宙飞船潜在性的最大危害，多数太空卫星都要避开辐射带的影响，或在辐射带的内侧运行（靠近地球），或在辐射带的外侧运行（远离地球），GPS导航卫星通常在两个辐射带之间的轨道飞行。

“太空天气”的变化可能导致辐射带的膨胀，辐射带范围的扩大可能覆盖到原先在辐射带以外活动的宇宙飞船，飞行器由此暴露在危险的辐射区域，强烈的辐射会造成宇宙飞船的永久损毁，辐射带变化的预报就变得十分重要，科研人员开发了预警和防范的技术系统，只有理解了辐射带神秘的动力学机制，科研人员才能开发出安全保护技术，免除飞船和宇航员可能遭受的毁灭性袭击。

杰夫·里夫斯在新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯实验室进行了近地辐射带研究，他是发表在《科学》论文的第一作者，里夫斯解释说，在1990年代以前，科学家相信近地辐射带的物理性能十分稳定，但辐射带缓慢地发生了变化，科学团队的研究成果表明，科学家过去的印象只是外在的表象，范艾伦辐射带不是风平浪静之地，变化之快达到了难以预测的程度，剧烈的变化似乎从未达到稳定的平衡，范艾伦辐射带处于持续的变化之中。