Un cinturón de radiación de Van Allen es una zona de partículas cargadas de energía , la mayoría de las cuales se originan en el viento solar , que son capturadas y retenidas alrededor de un planeta por la magnetosfera de ese planeta . La Tierra tiene dos cinturones de este tipo y, a veces, otros pueden crearse temporalmente. Los cinturones llevan el nombre de James Van Allen , a quien se le atribuye su descubrimiento. [1] Los dos cinturones principales de la Tierra se extienden desde una altitud de aproximadamente 640 a 58,000 km (400 a 36,040 mi) [2] sobre la superficie, en cuya región la radiaciónlos niveles varían. Se cree que la mayoría de las partículas que forman los cinturones provienen del viento solar y otras partículas por rayos cósmicos . [3] Al atrapar el viento solar, el campo magnético desvía esas partículas energéticas y protege la atmósfera de la destrucción.
Los cinturones están en la región interior del campo magnético de la Tierra . Los cinturones atrapan electrones y protones energéticos . Otros núcleos, como las partículas alfa , son menos frecuentes. Los cinturones ponen en peligro a los satélites , que deben tener sus componentes sensibles protegidos con un blindaje adecuado si pasan mucho tiempo cerca de esa zona. En 2013, la NASA informó que las sondas Van Allen habían descubierto un tercer cinturón de radiación transitorio, que se observó durante cuatro semanas hasta que el tercer cinturón fue destruido por una poderosa onda de choque interplanetaria procedente del Sol . [4]
Kristian Birkeland , Carl Størmer , Nicholas Christofilos y Enrico Medi habían investigado la posibilidad de partículas cargadas atrapadas antes de la Era Espacial . [5] Explorer 1 y Explorer 3 confirmaron la existencia del cinturón a principios de 1958 con James Van Allen en la Universidad de Iowa . [1] La radiación atrapada fue mapeada por primera vez por Explorer 4 , Pioneer 3 y Luna 1 .
El término cinturones de Van Allen se refiere específicamente a los cinturones de radiación que rodean la Tierra; sin embargo, se han descubierto cinturones de radiación similares alrededor de otros planetas . El Sol no admite cinturones de radiación a largo plazo, ya que carece de un campo dipolar global y estable. La atmósfera de la Tierra limita partículas de los cinturones a las regiones por encima de 200-1.000 km, [6] (124-620 millas), mientras que las correas no se extienden más allá de 8 Tierra radios R E . [6] Los cinturones están confinados a un volumen que se extiende alrededor de 65 ° [6] a cada lado del ecuador celeste .
La misión de la NASA Van Allen Probes tiene como objetivo comprender (hasta el punto de la previsibilidad) cómo las poblaciones de electrones e iones relativistas en el espacio se forman o cambian en respuesta a los cambios en la actividad solar y el viento solar. Estudios financiados por el Instituto de Conceptos Avanzados de la NASA han propuesto palas magnéticas para recolectar la antimateria que se encuentra naturalmente en los cinturones de Van Allen de la Tierra, aunque se estima que existen sólo unos 10 microgramos de antiprotones en todo el cinturón. [7]
La misión Van Allen Probes se lanzó con éxito el 30 de agosto de 2012. La misión principal estaba programada para durar dos años y se esperaba que los consumibles duraran cuatro. Las sondas se desactivaron en 2019 después de quedarse sin combustible y se espera que abandonen la órbita durante la década de 2030. [8] El Goddard Space Flight Center de la NASA administra el programa Living With a Star , del cual las sondas Van Allen son un proyecto, junto con el Observatorio de Dinámica Solar (SDO). El Laboratorio de Física Aplicada es responsable de la implementación y gestión de instrumentos de las sondas Van Allen. [9]