清理包裹著地球的輻射外殼，是平民太空旅行時代亟待解決的問題

隨著航天公司私人化，航天飛船平民化，太空旅行可能會成為我們未來的重要組成部分。隨著我們將更多的儀器和人員送入地球軌道以及其他天體，我們確實需要儘快解決一個問題。

我們的星球周圍有看不見的輻射，可以消滅衛星並可能危及未來的探險者。而且我們還沒有很好的解決方案。

1958年1月31日，美國第一顆人造衛星探險者一號升空，在上升的過程中，宇宙射線探測器吸收了大量，圍繞著我們的星球的輻射。實際上這是如此極端，以至於科學家們最初認為他們檢測到的是蘇聯的核試驗，但是很快他們發現這是自然現象，地球是被兩個巨大的輻射帶包裹著。

輻射帶內圈通常分布於0.2~2倍地球半徑高度（即海平面上約1500~5000千米高度），多為高能質子。輻射帶外圈形狀幾乎是環形的，範圍在13000~20000千米之間，多為高能電子。它們現在被它們的發現者物理學家詹姆斯範艾倫，稱為範艾倫帶。內外層之間存在範艾倫帶縫，縫中輻射很少。內圈在某些特定情況下，如太陽活動強烈或在南大西洋異常區內，其高度邊界可能會被壓縮至海平面上方200千米。

幸運的是，輻射帶對保護地球起著很好的作用，它能俘獲從太陽和其他天體向地球射來的高能粒子，使它們不能到達地面，從而避免了高能粒子對人類和其他生物的致命威脅。但另一方面，這種輻射又會對太空設備造成嚴重的影響，一些衛星必須穿過輻射帶，例如GPS。

如果衛星沒有受到保護，這些電子將在其組件內部積累，直到開始放電，這可能會炸掉電子設備。目前科學家通常是用金屬外殼來屏蔽衛星的敏感組件，但這非常昂貴，而且仍然不夠安全，尤其是當太陽發生磁暴時，地球磁層受擾動變形，而局限在範艾倫帶的高能帶電粒子大量洩出，給衛星帶來更大的危險。重要的是這不僅僅涉及到電子，由於輻射帶裡的高能粒子會對人類身體造成巨大傷害，因此，它又是人類進行星際轉移的巨大障礙。當然現在這不是什麼大問題，因為我們的太空人還沒有上升到那麼高。至今為止，阿波羅計劃是人類唯一穿過並超過範·艾倫帶的行動。

未來，如果人類想要登陸甚至移民月球或火星，就必須穿過輻射帶，輻射帶將成為人類頻繁往來於地球與其他天體之間的阻礙，因此有必要限制太空人的輻射暴露。為了保護我們未來的探險者和我們寶貴的太空財產，科學家正在積極尋找從範艾倫帶中清除這些高能粒子的方法。

迄今為止最有前景的技術之一是使用無線電波，這是技術含量較低的方法。早在2015年一顆名為範艾倫探測器（van allen probes）的太空飛行器表明，人類活動實際上正保護我們免受輻射帶的輻射。

自1950年代以來，人們一直在產生甚低頻波。主要用於潛艇通訊，因為這是唯一可以在水中傳播的頻率。而且這些頻率的波還有其他的特殊之處，它們能與範倫帶中囚禁的電子的自然振動產生共振。因此當甚低頻波與這些電子接觸時，他們可以給這些電子增加一點能量，使電子衝破磁場，飛回太空。因此這讓科學家們懷疑我們是否可以故意產生甚低頻波，作為減少輻射的一種方法。

因此作為一項測試，demonstration and science experiment（DSE）示範與科學實驗的任務於2019年6月啟動。它有一個80米寬的大型天線，可以產生無線電波，以及6個傳感器來測量周圍的輻射場的變化。目前該太空飛行器在距地球表面6000多公裡的軌道上，科學家預計到2020年年底獲得首個實驗結果。

其他研究人員甚至要將電子加速器扔進太空。 但是科學家計劃在2021年啟動這項實驗，需要再等幾年才能確定這些試驗是否成功，但無論哪種方式，結果都將幫助我們更多地了解地球周圍的輻射，以及我們如何保護我們自己。