Genesteld in het magnetische veld van de aarde bestaat er een fascinerend fenomeen:hoge stralingsniveaus. De Van Allengordel , ook bekend als de Van Allen Radiation Belts of simpelweg de Radiation Belts, is een hemels spektakel dat wetenschappers en ruimteliefhebbers al tientallen jaren fascineert. In dit artikel verkennen we deze raadselachtige regio's in ons zonnestelsel.

1. Wat zijn de Van Allen-stralingsgordels?
2. De binnen- en buitengordel
3. Derde stralingsgordel
4. De toekomst van ruimteverkenning

Wat zijn de Van Allen-stralingsgordels?

Van Allen-stralingsgordels zijn twee zones die de lage baan om de aarde omringen en waarin zich relatief grote aantallen hoogenergetische (snel bewegende) geladen deeltjes bevinden. De deeltjes bestaan ​​voornamelijk uit protonen en elektronen, die door het magnetische veld van de aarde in de gordels worden opgesloten.

Een groep Amerikaanse wetenschappers, onder leiding van Dr. James Van Allen, deed de ontdekking in 1958, met behulp van informatie van Explorer I, Amerika's eerste kunstmatige satelliet. Toen het team de gordels voor het eerst ontdekte, "was de straling zo intens dat wetenschappers aanvankelijk dachten dat ze een Sovjet-kernproef aan het opnemen waren", aldus NASA.

Van Allen ontdekte dat astronauten veilig door de stralingsgordels konden vliegen als ze door zwakkere gebieden gingen. De Van Allen-gordels zijn gecentreerd langs de magnetische evenaar van de aarde, in een gebied in de bovenste atmosfeer dat de magnetosfeer of exosfeer wordt genoemd.

Stralingsgordel-elektronen zijn hoogenergetische elektronen die opgesloten zitten in de stralingsgordels van de aarde:

• De binnenste gordel strekt zich uit van ongeveer 1.000 km tot 6.000 km boven de aarde.
• De buitenste stralingsgordel strekt zich uit van ongeveer 15.000 km tot 25.000 km boven de aarde.

Wetenschappers geloven dat de meeste deeltjes die de gordels vormen, afkomstig zijn van de zonnewind, een continue stroom deeltjes die door de zon in alle richtingen wordt uitgezonden. Andere deeltjes hebben waarschijnlijk hun oorsprong in kosmische straling.

Eind jaren vijftig en begin jaren zestig werden kunstmatige stralingsgordels gevormd uit geladen deeltjes die werden geproduceerd door de ontploffing van nucleaire explosieven in de ruimte. Deze stralingsgordels zijn echter in de loop van de tijd verzwakt. De planeten Jupiter en Saturnus worden omringd door stralingsgordels die lijken op de Van Allen-stralingsgordels op aarde.

De Van Allen-gordels en de maanlanding

Om naar de ruimte te reizen, moeten astronauten hoge stralingsniveaus passeren. Voor sommigen is het bestaan ​​van de stralingsgordels van de aarde het bewijs dat we nooit op de maan zijn geland. Ze beweren dat het stralingsniveau de astronauten "onmiddellijk zou hebben gedood".

NASA zegt dat astronauten "snel door dit gebied vliegen om hun blootstelling aan straling te beperken" en dat een dodelijke hoeveelheid straling 300 rad in één uur bedraagt. De bemanning van de stralingsdosismeters van de Apollo-maanlanding mat "hun totale dosis voor de hele reis naar de maan en terugkomst was niet meer dan 2 Rad over zes dagen."

De binnen- en buitengordel

De binnenste en buitenste Van Allen-gordel lijken op donuts. Ze beschermen de aarde tegen zonnewind en zonnestormen.

Beide banden kunnen uitzetten en samentrekken, maar de binnenste Van Allen-gordel is stabieler dan de buitenste elektronenstralingsgordel. Hun beweging kan de ruim 800 satellieten binnen de gordels beïnvloeden, waardoor het voor ons van cruciaal belang is om meer te weten over hoe de gordels werken, zodat we deze satellieten kunnen beschermen.

Derde stralingsgordel

In 2013 kondigden onderzoekers een intrigerende ontdekking aan:een tijdelijke derde stralingsgordel veroorzaakt door hoogenergetische elektronen. Hoewel deze derde gordel van korte duur is, voegt deze een nieuwe laag complexiteit toe aan het gedrag van de Van Allen Belts.

Wetenschappers konden de derde ring detecteren dankzij NASA's Van Allen Probes, voorheen bekend als de Radiation Belt Storm Probes. Het doel van de sondes is om een ​​beter inzicht te krijgen in het ruimteweer voordat dit de aarde beïnvloedt. Uit de sondes bleek dat er in september 2012 gedurende een maand een buitenste derde gordel bestond, wat wetenschappers inspireerde om hun aanpak te veranderen.

"De waarnemingen van de Van Allen Probes daagden onze huidige opvattingen over de fysica van de stralingsgordels uit", zegt ruimtewetenschapper Yuri Shprits. "In het verleden maakten we schattingen en dachten dat die er redelijk uitzagen. Nu weten we dat we elke storm veel gedetailleerder moeten begrijpen, en mondiale modellen moeten creëren die kunnen reconstrueren wat er op elk niveau gebeurt."

De relativistische elektronenprotonentelescoop

De Relativistic Electron Proton Telescope (REPT) is een instrument dat is ontworpen om de energetische deeltjes, met name elektronen en protonen, in de stralingsgordels van de aarde te bestuderen. Het is een van de wetenschappelijke instrumenten aan boord van de Van Allen Probes.

REPT meet en karakteriseert de energetische elektronen en protonen binnen de Van Allen Belts. Deze deeltjes zijn een cruciaal onderdeel van de stralingsgordels en het bestuderen van hun eigenschappen is essentieel voor het begrijpen van de dynamiek en het gedrag van de stralingsgordels.

De toekomst van ruimteverkenning

Voor ruimteverkenningsmissies is het begrijpen van de Van Allengordels cruciaal. Ruimtevaartuigen moeten door deze gebieden navigeren, en de straling van de gordels kan de systemen en instrumenten van ruimtevaartuigen beïnvloeden. Wetenschappers en ingenieurs werken aan het ontwerpen van ruimtevaartuigen die bestand zijn tegen de uitdagingen van de gordels.

Dit artikel is bijgewerkt in combinatie met AI-technologie, vervolgens op feiten gecontroleerd en bewerkt door een HowStuffWorks-editor.