Cos'è la cintura di radiazione?
La cintura di radiazione Van Allen è una regione intorno alla Terra che contiene un gran numero di particelle energetiche intrappolate. È costituito da una cintura interna con protoni ad alta energia e una cintura esterna di elettroni. La cintura prende il nome da un professore dell'Università dello Iowa che fu influente nella sua scoperta. La cintura di radiazione presenta un rischio sia per l'elettronica che per gli astronauti che la attraversano, quindi i veicoli spaziali in genere richiedono contromisure a questa minaccia se devono attraversare la regione.
James Van Allen ha contribuito a convincere i pianificatori delle missioni a includere un contatore Geiger sul satellite US Explorer 1 per rilevare particelle cariche. Questo veicolo spaziale ha scoperto la cintura di radiazione interna dopo il suo lancio il 31 gennaio 1958. Explorer 1 è stato pilotato in parte come risposta al satellite sovietico Sputnik 1 , che ha scatenato la Space Race. La cintura esterna fu rilevata per la prima volta da Pioneer 3 , una sonda lunare, il 6 dicembre 1958. In effetti, furono scoperte altre cinture tra le cinture interna ed esterna, ma furono causate da attività solare transitoria e alla fine scomparvero.
La cintura di radiazione interna è costituita principalmente da protoni ad alta energia. I protoni nella cintura interna provengono dal decadimento radioattivo dei neutroni nell'atmosfera superiore. Questi neutroni hanno avuto origine da collisioni tra raggi cosmici e nuclei atomici nello spazio. I campi magnetici a circa 100 miglia dalla superficie terrestre tendono a mantenere queste particelle intrappolate al di sopra dell'atmosfera. Occasionalmente, tuttavia, queste particelle colpiscono l'atmosfera e producono aurore, le esposizioni polari di luci nel cielo.
La cintura di radiazione esterna, invece, è costituita principalmente da elettroni. È significativamente più lontano dalla Terra rispetto alla cintura interna, a volte raggiungendo una distanza di 10 raggi terrestri. Anche il numero di particelle nella cintura esterna tende a variare più che nella cintura interna. Si ritiene che le particelle intrappolate nella fascia di radiazione esterna abbiano origine nel sole e siano trasportate sulla Terra dal vento solare.
Le radiazioni nelle cinture Van Allen possono causare danni sia all'elettronica che alla salute umana. I satelliti in orbita attorno alla Terra hanno avuto la loro elettronica distrutta dall'attività delle tempeste geomagnetiche. I veicoli spaziali che passano attraverso le cinture subiscono un aumento simile dei livelli di radiazione. Gli astronauti nella regione delle fasce di radiazione riceverebbero una dose di radiazioni molto più elevata rispetto all'orbita terrestre bassa. Pertanto, i pianificatori delle missioni devono sviluppare metodi per proteggere i veicoli spaziali e gli astronauti dalle cinture di Van Allen durante le missioni interplanetarie.