Van-Allen-Strahlungsgürtel: Ein Schutzschild gegen kosmische Teilchen

Van Allen Belts: Reise zum Herzen der Strahlung

DERVan-Allen-ZwillingssondenDie am 30. August 2012 gestartete Sonde der NASA enthüllte einen neuen Strahlungsgürtel um die Erde. Die Mission entdeckte einen dritten, bisher unbekannten Strahlungsgürtel innerhalb dieser gefährlichen Regionen des Weltraums. Die Van-Allen-Sonden bestehen aus zwei identischen Satelliten, die sinnvoll im Raum voneinander getrennt sind, um Ereignisse besser zu identifizieren, diese Region zu kartieren, hochenergetische Teilchen zu katalogisieren und den magnetischen Wellen zu folgen, die aus den Gürteln austreten.

DortMagnetosphärewurde 1958 von beschriebenJames Van Allen(1914-2006) bei Messungen mit Geigerzählern an Bord des ersten amerikanischen Satelliten Explorer 1. Zu dieser Zeit wurde dieser Bereich des Weltraums entdeckt, der Van-Allen-Gürtel genannt wird.

Der von Sonnenstürmen betroffene Van-Allen-Gürtel besteht aus zwei unterschiedlichen Strahlungsanteilen mit unterschiedlichen Eigenschaften. Der erste erdnächste Stern liegt zwischen 700 und 10.000 km Höhe und besteht hauptsächlich aus hochenergetischen Protonen. Der zweite, größere äußere Teil liegt zwischen 13.000 und 65.000 km Höhe und besteht aus hochenergetischen Elektronen. Diese Entdeckung zeigt die dynamische und variable Natur der Strahlungsgürtel unseres Planeten. Tatsächlich bestand dieser dritte Gürtel vier Wochen lang und verschwand dann, möglicherweise ausgelöscht durch eine weitere Schockwelle, die der Sonneneruption vom 31. August 2012, so Daniel Baker, Hauptforscher von REPT an der University of Colorado.

Van Allen Belts: Eine Herausforderung für die Weltraumforschung

BeideVan-Allen-Sondenhaben ungefähr die gleiche exzentrische Umlaufbahn. Diese Umlaufbahnen decken die gesamte Strahlungszone der Gürtel ab. Die von der ersten Doppelraumsonde zur Analyse des Van-Allen-Gürtels gesammelten Daten wurden am Donnerstag, 28. Februar 2013, in der Zeitschrift Science veröffentlicht. Das REPT-Instrument (Relativistic Electron Proton Telescope) an Bord der Sonden enthüllte eine dritte deutliche Struktur des Van-Allen-Gürtels mit einer zweiten leeren Raumzone zwischen den beiden äußeren Gürteln. Wissenschaftler beobachteten den dritten Gürtel vier Wochen lang, während eine starke Stoßwelle die Magnetosphäre traf. Die Beobachtungen wurden von Wissenschaftlern des LASP, des Goddard Space Flight Center der NASA, des Alamos National Laboratory und des Institute for the Study of the Earth der University of New Hampshire gemacht.

Die Van-Allen-Gürtel: Zwischen Schutz und Bedrohung

Der Großteil der Sonnenenergie wird als elektromagnetische Strahlung in den Weltraum abgegeben, hauptsächlich in Form von sichtbarem Licht, aber die Sonne strahlt auch einen Strom geladener Teilchen aus, der Sonnenwind genannt wird. Dieser Sonnenwind interagiert stark mit der Magnetosphäre der Planeten und trägt zur Reinigung des interplanetaren Raums bei, indem er Gas und Staub aus dem Sonnensystem ausstößt.

Sonneneruptionen schicken ständig hochenergetische Teilchen in den Weltraum, und hin und wieder erreicht eine Blase aus überhitztem, radioaktivem Plasma die Erde. Alle energiereichen Teilchen, die die Sonne zur Erde aussendet, zirkulieren mit hoher Geschwindigkeit und werden ständig zu den Polen der Magnetosphäre zurückgebracht. Der Sonnenwind trifft also nie direkt auf die Erdoberfläche.

Diese magnetische Blase schützt uns vor tödlicher Sonnenstrahlung. Im Van-Allen-Gürtel sind je nach Stärke des Magnetfelds energiereiche Teilchen (Protonen und Elektronen) um die Erde organisiert. Dieses Magnetfeld fungiert als Abschirmung und leitet den elektrischen Strom vom Sonnenwind ab, der dann außerhalb der Magnetosphäre fließt. Selbst eine kurzfristige Exposition gegenüber den dichtesten Flüssen des Van-Allen-Strahlungsgürtels ist für den Menschen tödlich.

Nur wenige Menschen waren auf der anderen Seite der Magnetosphäre der tödlichen Sonnenstrahlung ausgesetzt, nur die Apollo-Astronauten, die zum Mond flogen, überquerten den Van-Allen-Gürtel. Selbst mit Schutzschilden war die Exposition der Astronauten auf weniger als eine Stunde begrenzt.