Qu'est-ce que la ceinture de radiation?
La ceinture de rayonnement de Van Allen est une région entourant la Terre qui contient un grand nombre de particules énergétiques piégées. Il se compose d'une ceinture interne avec des protons à haute énergie et d'une ceinture externe d'électrons. La ceinture porte le nom d’un professeur de l’Université de l’Iowa qui a joué un rôle déterminant dans sa découverte. La ceinture de radiations présente un risque pour l’électronique et les astronautes qui la traversent; les engins spatiaux ont donc généralement besoin de contremesures pour contrer cette menace s’ils doivent traverser la région.
James Van Allen a aidé à convaincre les planificateurs de mission d'inclure un compteur Geiger sur le satellite US Explorer 1 pour détecter les particules chargées. Cet engin spatial a découvert la ceinture de radiation intérieure après son lancement le 31 janvier 1958. L' explorateur 1 a été piloté en partie en réponse au satellite soviétique Sputnik 1 , qui a déclenché la course à l'espace. La ceinture externe a été détectée pour la première fois par la sonde lunaire Pioneer 3 le 6 décembre 1958. En fait, d'autres ceintures situées entre les ceintures interne et externe ont été découvertes, mais elles ont été causées par une activité solaire transitoire et ont finalement disparu.
La ceinture de radiation interne est principalement constituée de protons à haute énergie. Les protons dans la ceinture intérieure proviennent de la désintégration radioactive des neutrons dans la haute atmosphère. Ces neutrons sont issus de collisions entre rayons cosmiques et noyaux atomiques dans l’espace. Les champs magnétiques situés à plus de 100 km environ de la surface de la Terre ont tendance à retenir ces particules au-dessus de l'atmosphère. Parfois, cependant, ces particules vont frapper l'atmosphère et produire des aurores, les affichages polaires des lumières dans le ciel.
La ceinture de radiation externe, quant à elle, est constituée principalement d’électrons. Il est nettement plus éloigné de la Terre que la ceinture intérieure, atteignant parfois 10 rayons de la Terre. Le nombre de particules dans la ceinture extérieure a également tendance à varier plus que dans la ceinture intérieure. On pense que les particules piégées dans la ceinture de radiation externe proviennent du soleil et sont transportées vers la Terre par le vent solaire.
Les rayonnements dans les ceintures de Van Allen peuvent causer des dommages à la fois à l'électronique et à la santé humaine. L'électronique des satellites en orbite autour de la Terre a été détruite par l'activité de tempêtes géomagnétiques. Les vaisseaux spatiaux traversant les ceintures connaissent une augmentation similaire des niveaux de rayonnement. Les astronautes dans la région des ceintures de radiations recevraient une dose de rayonnement beaucoup plus élevée qu’en orbite terrestre basse. Par conséquent, les planificateurs de mission doivent développer des méthodes de protection des engins spatiaux et des astronautes contre les ceintures de Van Allen lors de missions interplanétaires.