La fascia di radiazioni di Van Allen è una regione intorno alla Terra che contiene un gran numero di particelle energetiche intrappolate. È costituito da una cintura interna con protoni ad alta energia e una cintura esterna di elettroni. La cintura prende il nome da un professore dell’Università dell’Iowa che è stato influente nella sua scoperta. La fascia di radiazioni rappresenta un rischio sia per l’elettronica che per gli astronauti che la attraversano, quindi i veicoli spaziali in genere richiedono contromisure a questa minaccia se hanno bisogno di attraversare la regione.
James Van Allen ha aiutato a convincere i pianificatori della missione a includere un contatore Geiger sul satellite US Explorer 1 per rilevare le particelle cariche. Questa navicella spaziale ha scoperto la cintura di radiazioni interna dopo essere stata lanciata il 31 gennaio 1958. L’Explorer 1 è stato pilotato in parte in risposta al satellite sovietico Sputnik 1, che ha dato il via alla corsa allo spazio. La cintura esterna è stata rilevata per la prima volta da Pioneer 3, una sonda lunare, il 6 dicembre 1958. In effetti, sono state scoperte altre cinture tra le cinture interna ed esterna, ma sono state causate dall’attività solare transitoria e alla fine sono scomparse.
La fascia interna di radiazione è costituita principalmente da protoni ad alta energia. I protoni nella fascia interna provengono dal decadimento radioattivo dei neutroni nell’alta atmosfera. Questi neutroni hanno avuto origine da collisioni tra raggi cosmici e nuclei atomici nello spazio. I campi magnetici al di sopra di circa 62 miglia (100 chilometri) dalla superficie terrestre tendono a mantenere queste particelle intrappolate al di sopra dell’atmosfera. Occasionalmente, tuttavia, queste particelle colpiranno l’atmosfera e produrranno aurore, le manifestazioni polari di luci nel cielo.
La fascia di radiazione esterna, invece, è costituita principalmente da elettroni. È significativamente più lontano dalla Terra rispetto alla cintura interna, a volte raggiungendo una distanza di 10 raggi terrestri. Anche il numero di particelle nella cintura esterna tende a variare più che nella cintura interna. Si pensa che le particelle intrappolate nella fascia di radiazione esterna abbiano origine dal sole e siano trasportate sulla Terra dal vento solare.
Le radiazioni nelle cinture di Van Allen possono causare danni sia all’elettronica che alla salute umana. I satelliti in orbita attorno alla Terra hanno visto la loro elettronica distrutta dall’attività delle tempeste geomagnetiche. I veicoli spaziali che passano attraverso le cinture sperimentano un aumento simile dei livelli di radiazione. Gli astronauti nella regione delle cinture di radiazioni riceverebbero una dose di radiazioni molto più elevata rispetto a un’orbita terrestre bassa. Pertanto, i pianificatori delle missioni devono sviluppare metodi per proteggere i veicoli spaziali e gli astronauti dalle cinture di Van Allen durante le missioni interplanetarie.