9月7日—發現范艾倫輻射帶的人
范艾倫輻射帶 (Van Allen radiation belt) 是太陽風與宇宙射線襲來，其中的帶電粒子被地球磁場捕獲，而在地球周圍形成兩個甜甜圈狀的區域。外面那層以0.1 – 10 MeV (百萬電子伏特) 的高能電子為主，分布於地球上方一萬三千公里至六萬公里處；內層從地球上方一千公里延伸至一萬兩千公里，包含超過 100 MeV的高能質子與數百 KeV的電子。范艾倫輻射帶像是防護罩般，避免大氣層受到高能粒子破壞，也保護生物免於受到輻射傷害，是地球生機盎然的重要關鍵。它的名稱就是以發現者范艾倫（James Van Allen）的姓氏命名，不過他能夠發現卻是源自一連串的意外。 范艾倫輻射帶像是防護罩般，避免大氣層受到高能粒子破壞，也保護生物免於受到輻射傷害，是地球生機盎然的重要關鍵。它的名稱就是以發現者范艾倫（James Van Allen）的姓氏命名，不過他能夠發現卻是源自一連串的意外。 范艾倫於1914年 9月7日 出生於美國愛荷華州的一個小農場，他自小就相當著迷於電氣設備，還曾自製特斯拉線圈，發出30公分長的火花，把母親嚇壞了。他高中畢業後報考海軍學院，筆試成績名列前茅，本以為可以如願錄取，卻在體檢時因扁平足而被刷下來，他不得已才轉念愛荷華衛斯理安學院（Iowa Wesleyan College）。當其他準大學生莫不趁著暑假呼朋引伴大肆玩樂，他卻帶著借來的磁力儀，跑遍所住的亨利郡，繪製各處的地磁圖。 范艾倫1939年取得博士學位後，進入卡內基研究所研究地磁，沒想到隨即爆發第二次世界大戰，於是轉而為軍方研究近炸引信（Proximity fuze），這是利用雷達技術，可在離目標特定距離才引爆的雷管，用於炮彈、火箭或魚雷；曼哈頓計畫也用了此一技術。 1942年，范艾倫成為海軍上尉，一圓當初加入海軍的夢想，並因阻擋神風特攻隊攻擊他所服役的軍艦有功，戰後以海軍少校退伍。1946年，范艾倫在約翰霍普金斯大學的應用物理實驗室（APL）成立一個小組，利用從德國繳獲的V2火箭研究高空大氣，終於又回到他原本最愛的地球科學。 1950年，幾位物理學家在范艾倫的家中聚會，大夥兒決定應該比照「國際極地年」（International Polar Year）的模式，也辦個「國際地理物理年」（International Geophysical Year），屏除國家利益與政治立場，各國科學家攜手合作，利用雷達、火箭、計算機等新技術觀測各種與我們息息相關的自然現象。活動日期就訂在1957年七月到1958年底，因為預估此時正是太陽黑子最活躍的時候。 美國政府為了表示國際地理物理年的支持，於1955年宣布將在活動期間發射衛星，在地球軌道上進行探測。隨著時間迫近，正當大家引頸期盼之際，沒想到1957年10月4日這一天，一直默不吭聲的蘇俄竟然搶先發射了世上第一顆人造衛星「史普尼克一號」（Sputnik 1）。 這可真是個出乎所有人意料的重大事件。美國所受的衝擊尤其巨大，無論是為了面子或裡子，一定得趕緊追上才行。1958年1月31 日，美國成功發射「探索者一號」（Explorer 1），裡頭放了范艾倫改良的蓋格計數器，用以偵測宇宙射線。 沒想到傳回來的資料顯示，蓋格計數器的讀數隨著高度增加而迅速提高，但後來竟降為零；兩個月後發射的探索者三號上的蓋格計數器也是如此。范艾倫猜測是因為宇宙射線過強導致儀器過載而失靈所致，於是他在探索者四號上的蓋格計數器前方多加一層鉛片，果然就得到完整的紀錄，並且證實范艾倫輻射帶的存在。 范艾倫輻射帶的發現對於往後的太空探索非常重要，因為輻射帶內充滿高能粒子，對於太空人與儀器設備都會造成損傷，知道此一事實之後，才會在進行太空任務或是衛星佈署時，採取必要的防護措施。 回顧起來，用范艾倫的姓氏命名這輻射帶真是理當如此，因為這項發現不僅出自范艾倫所設計的儀器，也是源自他於1950年發起的國際地理物理年；甚至更早，始自1932年那位在烈日下努力繪製地磁圖的少年。…
