Immerso nel campo magnetico terrestre esiste un fenomeno affascinante:alti livelli di radiazione. La cintura di Van Allen , conosciuta anche come cinture di radiazioni di Van Allen o semplicemente cinture di radiazioni, è uno spettacolo celeste che affascina scienziati e appassionati di spazio da decenni. In questo articolo esploreremo queste regioni enigmatiche del nostro sistema solare.
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Le cinture di radiazione di Van Allen sono due zone che circondano l'orbita terrestre bassa in cui sono presenti un numero relativamente elevato di particelle cariche ad alta energia (in rapido movimento). Le particelle sono principalmente protoni ed elettroni, che vengono intrappolati all'interno delle cinture dal campo magnetico terrestre.
Un gruppo di scienziati statunitensi, sotto la direzione del dottor James Van Allen, fece la scoperta nel 1958, utilizzando le informazioni dell'Explorer I, il primo satellite artificiale americano. Quando il team scoprì per la prima volta le cinture, "la radiazione era così intensa che inizialmente gli scienziati pensarono che potessero registrare un test nucleare sovietico", secondo la NASA.
Van Allen apprese che gli astronauti potevano volare in sicurezza attraverso le cinture di radiazioni se attraversavano regioni più deboli. Le cinture di Van Allen sono centrate lungo l'equatore magnetico terrestre in una regione dell'atmosfera superiore chiamata magnetosfera o esosfera.
Gli elettroni della cintura di radiazione sono elettroni altamente energetici che sono confinati all'interno delle cinture di radiazione della Terra:
Gli scienziati ritengono che la maggior parte delle particelle che formano le cinture provengano dal vento solare, un flusso continuo di particelle emesse dal sole in tutte le direzioni. Altre particelle probabilmente hanno la loro origine nei raggi cosmici.
Tra la fine degli anni ’50 e l’inizio degli anni ’60, si formarono cinture di radiazioni artificiali da particelle cariche prodotte dalla detonazione di esplosivi nucleari nello spazio. Queste cinture di radiazioni, tuttavia, si sono indebolite con il tempo. I pianeti Giove e Saturno sono circondati da fasce di radiazione simili alle fasce di radiazione di Van Allen della Terra.
Per viaggiare nello spazio, gli astronauti devono superare alti livelli di radiazioni. Per alcuni, l’esistenza delle fasce di radiazione terrestri è la prova che non siamo mai sbarcati sulla Luna. Sostengono che il livello di radiazioni avrebbe "ucciso all'istante" gli astronauti.
La NASA afferma che gli astronauti "volano rapidamente attraverso questa regione per limitare la loro esposizione alle radiazioni" e che una quantità mortale di radiazioni è di 300 rad in un'ora. L'equipaggio dei dosimetri delle radiazioni dello sbarco sulla Luna del programma Apollo ha misurato "il dosaggio totale per l'intero viaggio sulla Luna e ritorno non era superiore a 2 Rad in 6 giorni."
La cintura di Van Allen interna ed esterna ricordano le ciambelle. Proteggono la Terra dal vento solare e dalle tempeste solari.
Entrambe le cinture possono espandersi e contrarsi, ma la cintura di Van Allen interna è più stabile di quella esterna di radiazione elettronica. Il loro movimento può influenzare gli oltre 800 satelliti che esistono all'interno delle cinture, rendendo fondamentale per noi saperne di più su come funzionano le cinture in modo da poter proteggere questi satelliti.
Nel 2013, i ricercatori hanno annunciato una scoperta interessante:una terza fascia di radiazioni temporanea causata da elettroni ad alta energia. Sebbene questa terza cintura abbia vita breve, aggiunge un ulteriore livello di complessità al comportamento delle cinture di Van Allen.
Gli scienziati sono stati in grado di rilevare il terzo anello grazie alle sonde Van Allen della NASA, precedentemente note come sonde Tempesta della cintura di radiazione. L’obiettivo delle sonde è acquisire una migliore comprensione della meteorologia spaziale prima che colpisca la Terra. Le sonde hanno dimostrato che per un mese, nel settembre 2012, è stata presente una terza cintura più esterna, cosa che ha ispirato gli scienziati a cambiare approccio.
"Le osservazioni delle sonde di Van Allen hanno messo alla prova le nostre attuali opinioni sulla fisica delle cinture di radiazione", ha affermato lo scienziato spaziale Yuri Shprits. "In passato facevamo delle stime e pensavamo che fossero ragionevoli. Ora sappiamo che dobbiamo comprendere ogni tempesta in modo molto più dettagliato, creando modelli globali in grado di ricostruire ciò che sta accadendo a ogni livello."
Il Relativistic Electron Proton Telescope (REPT) è uno strumento progettato per studiare le particelle energetiche, in particolare elettroni e protoni, all'interno delle fasce di radiazione della Terra. È uno degli strumenti scientifici a bordo delle sonde di Van Allen.
REPT misura e caratterizza gli elettroni e i protoni energetici all'interno delle cinture di Van Allen. Queste particelle sono un componente critico delle cinture di radiazione e lo studio delle loro proprietà è essenziale per comprendere la dinamica e il comportamento delle cinture.
Per le missioni di esplorazione spaziale, comprendere le cinture di Van Allen è fondamentale. I veicoli spaziali devono navigare in queste regioni e le radiazioni delle cinture possono influenzare i sistemi e gli strumenti dei veicoli spaziali. Scienziati e ingegneri lavorano per progettare veicoli spaziali in grado di resistere alle sfide poste dalle cinture.
Questo articolo è stato aggiornato insieme alla tecnologia AI, quindi verificato e modificato da un editor di HowStuffWorks.
