Takeaways en los cinturones Van Allen:
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En 1958, James Van Allen descubrió muchos menos rayos cósmicos de lo esperado usando un detector de rayos cósmicos y sugirió que un cinturón de radiación fuerte puede haber dañado el dispositivo. Por lo tanto, los cinturones fueron nombrados en honor a Van Allen.
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Los cinturones Van Allen son un guiso grande y enérgico de partículas cargadas que rodean la Tierra. Las partículas de la correa exterior provienen del sol mediante el viento solar y están atrapadas por el campo magnético de la Tierra o la magnetosfera. Las partículas en el cinturón interior se originan cuando los rayos cósmicos interactúan con la atmósfera de la Tierra.
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Esta intensa radiación hace que los viajes espaciales sean difíciles. Los astronautas deben pasar por los cinturones Van Allen para llegar al espacio exterior. Para hacer esto de manera segura, deben trazar su ruta para que pasen por la parte más débil de los cinturones y pasen el menor tiempo posible en esta región.
Explorer 1, el primer satélite estadounidense (lanzado en 1958, tres meses después de que la URSS lanzó Sputnik), encontró una gran sorpresa en el espacio: los cinturones de Van Allen, anillos de radiación que hasta el día de hoy todavía se están siendo estudió y todavía están complicando los viajes espaciales.
El satélite llevaba un detector de rayos cósmicos diseñado por físico James Van Allen de la Universidad de Iowa. El equipo incluía el detector porque esperaban encontrar rayos cósmicos, que habían descubierto recientemente a través de mediciones de globos.
Cuando el dispositivo de Van Allen detectó muchos menos rayos cósmicos de lo que se esperaba, Van Allen planteó la hipótesis de que un cinturón (o dos, como resultó) de una fuerte radiación puede haber dañado el dispositivo. Otro satélite, lanzado dos meses después, confirmó esto. Los cinturones fueron nombrados en honor a Van Allen.
¿Cuáles son los cinturones Van Allen?
Explicador de cinturones de Van Allen (Crédito de la imagen: Oleksandr Panasovskyi/Shutterstock)
Con forma de dos enormes donas, los cinturones Van Allen son un guiso grande y enérgico de partículas cargadas que rodean la Tierra. Las partículas de la correa exterior provienen del sol mediante el viento solar y están atrapadas por el campo magnético de la Tierra, o magnetosfera, explica Mary Hudsonun físico espacial en la Universidad de Dartmouth. Las partículas en el cinturón interior se originan cuando los rayos cósmicos interactúan con la atmósfera de la Tierra.
“Cuando los rayos cósmicos golpean la atmósfera, en realidad tienen colisiones nucleares”, dice ella. “Chocan con los núcleos de los átomos y expulsan neutrones, y los neutrones se descomponen en protones y electrones, en promedio, 15 en 15 minutos”.
Cómo los astronautas pueden pasar por los cinturones
Esta intensa radiación hace que los viajes espaciales sean difíciles. Los astronautas deben pasar por los cinturones Van Allen para llegar al espacio exterior. Para hacer esto de manera segura, deben trazar su ruta para que pasen por la parte más débil de los cinturones y pasen el menor tiempo posible en esta región.
El Apolo 8 de la NASA fue la primera misión tripulada en pasar por los cinturones de Van Allen en su camino para orbitar la luna en 1968. Al año siguiente, Apolo 11 puso a los humanos en la luna por primera vez. En ese viaje histórico, los astronautas trazaron su viaje para que pasaron solo 52 minutos en los cinturones Van Allen, absorbiendo mucha menos radiación que el máximo considerado seguro.
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Por qué los cinturones Van Allen son importantes para viajar espacial
(Crédito de la imagen: Naeblys/Shutterstock)
Los cinturones Van Allen no son el único problema cuando se trata de mantenerse a salvo de la radiación en el espacio. Las tormentas solares también son peligrosas.
“Hubo un enorme evento de partículas solares en agosto de 1972 que ocurrió entre dos misiones de Apolo”, recuerda Hudson, cuya especialidad son las actividades del clima espacial y solar. “Si hubiera ocurrido durante una de las misiones del Apolo, eso habría sido muy peligroso para los astronautas”.
Hudson está en un comité de Academias Nacionales de Ciencias que estudia la mejor manera de enviar a las personas a la Luna para hacer experimentos científicos. Ella señala que ahora que estamos planeando enviar a los astronautas de regreso a la luna, tendremos que prestar atención a cómo las tormentas solares podrían afectar a estos astronautas. Y debido a que serán mucho más largos, las misiones a Marte tomarán cálculos climáticos aún más cuidadosos.
“Creo que ahora tenemos una capacidad de pronóstico mucho mejor que durante los días del Apolo”, dice ella. “Así que creo que eso es perfectamente factible”.
Cinturas de Van Allen y la seguridad de los satélites
Los cinturones Van Allen no son un problema solo para la exploración espacial. También pueden dañar los satélites, y estamos colocando muchos satélites en estos días. Los satélites generalmente se colocan en órbita de tierra baja, debajo del corazón de los cinturones de radiación.
Pero las compañías de comunicaciones en algunos países, dice Hudson, están colocando satélites que pasan mucho tiempo en lugares que son peligrosos para los satélites. Esto significa que se deteriorarán más rápido, crearán más restos espaciales y deben ser reemplazados con más frecuencia.
Pero los satélites en órbita de tierra baja también pueden ser problemáticos. “Los que están en la órbita de la Tierra baja, como los satélites de Starlink, probablemente tienen una vida planificada que es mucho menos de 25 años, solo porque están a una altitud tan baja”, dice Hudson.
Comprender los cinturones Van Allen y el clima espacial en general es esencial para viajes espaciales seguros. Y está resultando que también es esencial para las comunicaciones aquí en la Tierra.
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Artículo Fuentes
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Avery Hurt es un periodista científico independiente. Además de escribir para Discover, escribe regularmente para una variedad de puntos de venta, tanto impresos como en línea, incluidos National Geographic, Science News Explores, Medscape y WebMD. Ella es la autora de Bullet With Your Name: De lo que probablemente morirás y lo que puedes hacer al respecto, Clerisy Press 2007, así como varios libros para lectores jóvenes. Avery comenzó en periodismo mientras asistía a la universidad, escribió para el periódico escolar y editó la revista de no ficción estudiantil. Aunque escribe sobre todas las áreas de la ciencia, está particularmente interesada en la neurociencia, la ciencia de la conciencia y la IA, los intereses que desarrolló mientras obtuvo un título en filosofía.