Los cinturones de Van Allen

por Alex Riveiro

Aunque hoy en día no se habla mucho de ellos, los cinturones de Van Allen son un descubrimiento bastante reciente (en el año 1.958). Son parte de la zona más alta de la atmósfera (aquella a la que llamamos magnetosfera o exosfera). 

astrobitacora.com/Los dos cinturones de Van Allen: El cinturón interior (en rojo) está compuestos principalmente de protones. El exterior (en azul) de electrones. Crédito: JHUAPL, NASA.

Qué son los cinturones de Van Allen

Los cinturones de radiación de Van Allen son dos zonas, que rodean la Tierra, en las que hay cantidades bastante elevadas de partículas cargadas de alta energía (que tengan alta energía implica que se mueven muy rápido, a velocidades prácticamente similares a las de la luz). 

Estas partículas son, principalmente, protones y electrones. El cinturón interno, que es también el más intenso, se extiende desde, más o menos, los 1.000 kilómetros de altura hasta los 6.000 kilómetros por encima del planeta. El cinturón exterior comienza a 15.000 km de la superficie y se extiende hasta los 25.000 km.

Se cree que ambos cinturones de Van Allen se generan por procesos diferentes. El interior se compondría, principalmente, de protones energéticos (que proceden de la descomposición de ciertos neutrones, que, a su vez, son el resultado de las colisiones de los rayos cósmicos contra las capas altas de la atmósfera). El cinturón exterior está compuesto principalmente de electrones procedentes de las tormentas geomagnéticas (es como se llama a las tormentas provocadas por el viento solar, ese chorro de partículas emitido por el Sol constantemente en todas direcciones, que interactúa con el campo magnético de la Tierra). Eso sí, los cinturones de Van Allen no son exclusivos de nuestro planeta. Saturno y Júpiter también tienen unos cinturones muy similares.

Entre el cinturón exterior e interior (como seguramente ya habrán visto) hay un hueco de casi 10.000 kilómetros. Es una especie de zona segura, provocada por ondas de radio de muy baja frecuencia, en la que la cantidad de partículas es prácticamente cero. En ocasiones, las llamaradas solares pueden provocar que la zona se llene de partículas, pero desaparecen en cuestión de días (literalmente).

Aunque originalmente se pensó que esas ondas de radio podían ser fruto de la radiación de los cinturones, recientemente se han descubierto indicios que indican que en realidad su origen podría estar en los rayos que se producen en las tormentas eléctricas dentro de la atmósfera de la Tierra. Sea como fuere, no está del todo claro que los rayos sean la fuente de esas ondas de radio (y la comunidad científica sigue debatiéndolo).

astrobitacora.com/Aquí pueden ver la diferencia entre la configuración de dos cinturones de Van Allen, y la de tres. Crédito: NASA/LASP.

Los efectos de los cinturones en el viaje espacial

Aunque no tengo constancia de que se hayan publicado noticias así mediante medios en español, es posible que hayan leído (especialmente de mano de aquellos que siguen creyendo que la llegada del hombre a la Luna es una conspiración) que la NASA dice que estos cinturones son impenetrables. Y de hecho todo parece apuntar a que sí, que lo son...para los electrones.

Sea como fuere, lo cierto es que las misiones más allá de la órbita baja de la Tierra (la Estación Espacial Internacional [EEI] orbita a poco más de 400 kilómetros de altura) no cuentan con la protección del campo geomagnético del planeta, y han de atravesar los cinturones de Van Allen. Es posible que, para misiones a otros lugares (especialmente a otros planetas) sea necesario preparar las naves de una manera diferente para poder protegerlas correctamente de los rayos cósmicos y de las llamaradas solares.

Para los paneles solares, los circuitos integrados y, en general, todos los componentes electrónicos; es necesario adoptar medidas especiales ya que sí pueden ser dañados por la radiación (y ya se pueden imaginar lo gracioso que podría ser intentar mantener el soporte vital de una misión a Marte, por poner un ejemplo, sin paneles solares).

Sabemos que las tormentas geomagnéticas pueden dañar los componentes de las naves, y eso va a ir a peor; porque la electrónica sigue avanzando hacia la miniaturización de los circuitos lógicos, algo que ya ha hecho que los satélites sean más vulnerables a la radiación.

¿Y qué tiene que ver la miniaturización en todo esto?

La carga eléctrica de estos circuitos ahora es tan pequeña que ya es comparable a la carga de los iones provenientes del espacio, y eso nos obliga a tener que proteger a los satélites de esa radiación para poder funcionar de manera estable. Valga un ejemplo, a menudo es necesario apagar los sensores del telescopio espacial Hubble (por citar sólo un ejemplo) cuando atraviesa regiones con una alta carga de radiación.

¿Y respecto a los seres humanos? 

Pues se puede decir que los cinturones son prácticamente inocuos. De hecho, los astronautas del programa Apolo se vieron expuestos principalmente a la radiación de las partículas solares (después de abandonar la protección del campo magnético).

La radiación total recibida por los astronautas variaba de misión a misión, pero estaba muy, muy por debajo de lo considerado estándard (por año), por la Comisión de la Energía Atómica de Estados Unidos (AEC) para las personas que trabajan con radioactividad.

La cantidad de cinturones no es fija

En 2012, la NASA envió dos sondas al espacio para estudiar los cinturones de Van Allen. Los científicos esperaban encontrarse con dos cinturones. Y así fue durante los dos primeros días, pero poco después, los instrumentos comenzaron a mandar algo extraño. Entre el cinturón interior y el exterior, había un pequeño cinturón intermedio, y el exterior estaba muy erosionado.

Ese cinturón intermedio persistió durante algún tiempo. ¿Cómo explicar su origen? Todo parece apuntar a que surgió a raíz de una violenta colisión de una onda de choque del viento solar, que deshizo parte del cinturón exterior, y dividió el resto en dos cinturones.

Durante todo aquel mes de septiembre del año 2012, la configuración de los cinturones fue anómala, había tres en lugar de dos. Pero ahí no terminaron las sorpresas. El 1 de octubre de ese año, una onda de choque todavía más extrema destruyó los dos cinturones exteriores, dejando sólo el cinturón interior intacto. Para terminar de rizar el rizo, sólo una semana después, una nueva onda de choque, de algún modo, restauró la configuración que es por todos conocida.

Dos cinturones con una gigantesca zona segura entre ambos.

Fuente:  astrobitacora.com/MECÁNICA ESTELAR/Geomagnetismo/2015

Información:

Ingeniero de la NASA admite que no se pueden cruzar los cinturones de Van Allen

Este Ingeniero de la NASA dice que es muy peligroso atravesar los cinturones de Van Allen y que tienen que analizar muchos datos y probar blindajes... ¿Por qué no usan los "blindajes" del Apollo -11 del año 1969, cuando supuestamente fueron a la Luna?

Ah! vale, es que quizás no fueron a la Luna nunca en realidad.

Publicado el 24 jun. 2015 por  vividbv

Información:

ascencion MIKE OLDFIELD

Vuelo espacial en homenaje al aniversario de M. OLDFIELD.



Subido el 14 may. 2008 por  Roberto Fresco 2