Для космических аппаратов (КА), находящихся на таких орбитах, важную роль играют не только потоки ионизирующих излучений в зонах Ван Аллена (ЕРПЗ) и потоки солнечных космических лучей (СКЛ), но и потоки частиц, высыпающиеся из ЕРПЗ. Интенсивность высыпания частиц из ЕРПЗ увеличивается с возрастанием геомагнитного возмущения. Геомагнитные возмущения связаны с изменением состояния межпланетной среды, в частности, с увеличением скорости солнечного ветра. В период геомагнитных бурь (мощных геомагнитных возмущений) наиболее интенсивные высыпания частиц из ЕРПЗ наблюдаются в районах северного и южного аврорального овала.

Рис. 28

Рис. 28. Поглощенная доза радиации на круговой орбите КА с перигеем в 510 км для КА «Канопус-В». Автор, Александр Матанцев, отметил значение дозы для толщины экрана в 0,1 г/см^>2 [77]

На рис. 27 и рис. 28 показаны результаты оценки ожидаемых в 2012 году поглощенных доз радиации на круговой орбите с высотой 510 км и наклоном 98º. Ожидаемая мощность поглощенной дозы радиации внутри сферы толщиной в 1 г/см2 алюминия будет около 1000 рад в год. Основной вклад в суммарную поглощенную дозу радиации будут вносить (в высоких широтах) частицы СКЛ и релятивистские электроны внешнего ЕРПЗ, а поглощенной дозой радиации от тормозного излучения электронов и от потока протонов ЕРПЗ можно пренебречь.

Теперь рассмотрим дозы облучения для космического аппарата (КА) Конопус-СТ, который летает по орбите высотой большей – 828,8 км – рис. 29 и рис. 30.

Рис. 29

Рис. 29. Поглощенная доза радиации на круговой орбите космического аппарата (КА) с перигеем в 828,8 км для КА «Канопус-СТ» [77]

Рис. 30

Рис. 30. Поглощенная доза радиации на круговой орбите КА с перигеем в 828,8 км для КА «Канопус-СТ». Автор, Александр Матанцев, отметил значение дозы для толщины экрана в 0,1 г/см^>2

На рис. 29 и рис. 30 показаны результаты оценки ожидаемых в 2012 году поглощенных доз радиации на орбите КА «Канопус-СТ». Ожидаемая мощность поглощенной дозы радиации внутри сферы толщиной в 1 г/см^>2 алюминия будет около 2 тыс. рад в год. Основной вклад в суммарную поглощенную дозу радиации будут вносить (в высоких широтах) частицы СКЛ, релятивистские электроны внешнего ЕРПЗ и протоны внутреннего ЕРПЗ. На данной орбите поглощенной дозой радиации от тормозного излучения релятивистских электронов можно пренебречь.

Получен следующий результат. На орбите высотой 510 км, немного большей, чем орбита МКС, доза за год при толщине алюминиевого экрана 0,1 г/см^>2 составляет 3х10^>4 рад, а для орбиты в 828,8 км, заходящей в пояс Ван Аллена, доза увеличивается до 10^>5 рад, или почти в 3 раза. Этот факт хорошо характеризует высокую активность внутренней зоны Ван Аллена.

Спутники ГЛОНАСС находятся на средневысотной круговой орбите на высоте 19400 км с наклонением 64,8° и периодом 11 часов 15 минут. Такая орбита оптимальна для использования в высоких широтах (северных и южных полярных регионах), где сигнал GPS ловится плохо.

Рис. 31

Рис. 31. Орбита ГЛОНАСС и другие [117]

Рис. 32

Рис. 32. Дозы облучения в КА ГЛАНАСС с перигеем около 19000 км [78]

Результаты оценки ожидаемых в 2012 году поглощенных доз радиации на орбите КА ГЛОНАСС приведены на рис. 32. Ожидаемая мощность поглощенной дозы радиации внутри сферы толщиной в 1г/см^>2 алюминия будет около 130 тыс. рад в год. Заметим, что величина ожидаемой поглощенной дозы радиации на орбите КА «Канопус-СТ» в этот же период не более 2 тыс. рад в год.

На орбите КА ГЛОНАСС основной вклад в суммарную поглощенную дозу радиации дают релятивистские электроны внешнего ЕРПЗ. При данной толщине радиационной защиты всеми другими источниками радиации можно пренебречь. В отличие от протонов релятивистские электроны при взаимодействии с веществом эффективно генерируют тормозное электромагнитное излучение. При толщине радиационной защиты более 4 г/см