NASA：人类鬼使神差地为地球打造了一个保护层

科研圈 · 公众号 · 科研 · 2017-06-19 18:12

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美国国家航空航天局上月宣布，他们的探测器发现地球周围形成了一个人造的保护层。这个保护层由来自地面的无线通信电波与太空中高能辐射粒子相互作用形成，能够保障地球免受耀斑等太阳活动的影响。

撰文 MARINA KOREN

翻译王妍琳

审校吴非

上世纪60年代，美国军方曾经为了建一个人工的保护层向卫星轨道发射了数十亿根极细的铜导线。当时的人们希望这些材料能够逐渐地连接成一个环状的保护层来守卫地球的通讯系统，以免这一冷战的关键武器被太阳风暴摧毁。然而这并没有什么用，近期的一项研究表明这项悬而未决的计划最后依靠宇宙自身的力量才得以轻松化解。

美国国家航空航天局（NASA）上月宣布，他们的探测器发现地球周围形成了一个人造的保护层。这个保护层由来自地面的无线通信电波与太空中高能辐射粒子相互作用形成，能够保障地球免受耀斑等太阳活动的影响。

地球本身就有磁层的保护，这个区域位于大气电离层之外，充满了等离子体，它受地磁场控制并被太阳风包围着。而此次美国国家航空航天局的发现则有些出乎意料，不同于自然形成的保护层，它是人类科技的作品。而实现这个浩大工程的关键竟然是一项不起眼的技术——超低频无线电波。

超低频无线电波原先是为了和潜艇通讯设计的，它的发射基站设在地面，因而必须具有很高的能量才可以抵达目的地。没想到无心插柳，这种电磁波既能下五洋捉鳖，也能上九天揽月，它们传播到大气层外，跟该区域反射的电磁粒子相互影响。在某些特定的条件下，这种影响可以形成一种能够被航天器观测到的屏障。

这项发现是由 2012年发射的全自动探测器完成的，任务本身的目的是探测范艾伦辐射带（Van Allen radiation belts）。范艾伦辐射带是依靠地球磁场维持的内外两个电离层，它们像甜甜圈一样套在地球上。

范艾伦辐射带（Van Allen radiation belts）截面图

科罗拉多大学大气与空间物理实验室的主任丹·贝克（Dan Baker）曾经认为艾伦辐射带的边界是个“难以逾越的障碍”，但是根据卫星观测数据，范艾伦辐射带的内边缘要比60年代的时候离地球更远，当时的人们并没有大规模地使用超低频无线通讯。而在近期发表的这项研究里，科学家发现这个人工保护层的外边缘十分接近范艾伦辐射带的内边缘，似乎是表明超低频无线电波可以有效将辐射粒子推离地球，科学家怀疑如果我们没有使用超低频无线通讯技术，范艾伦辐射带可能就在地球附近徘徊了。