El cinturón de radiación de Van Allen es una región alrededor de la Tierra que contiene una gran cantidad de partículas energéticas atrapadas. Consiste en un cinturón interior con protones de alta energía y un cinturón exterior de electrones. El cinturón lleva el nombre de un profesor de la Universidad de Iowa que fue influyente en su descubrimiento. El cinturón de radiación presenta un riesgo tanto para la electrónica como para los astronautas que lo atraviesan, por lo que las naves espaciales generalmente requieren contramedidas a esta amenaza si necesitan atravesar la región.
James Van Allen ayudó a convencer a los planificadores de la misión de incluir un contador Geiger en el satélite Explorer 1 de EE. UU. Para detectar partículas cargadas. Esta nave espacial descubrió el cinturón de radiación interior después de su lanzamiento el 31 de enero de 1958. El Explorer 1 fue volado en parte como respuesta al satélite soviético Sputnik 1, que provocó la Carrera Espacial. El cinturón exterior fue detectado por primera vez por Pioneer 3, una sonda lunar, el 6 de diciembre de 1958. De hecho, se han descubierto otros cinturones entre los cinturones interior y exterior, pero fueron causados por la actividad solar transitoria y finalmente desaparecieron.
El cinturón de radiación interior consta principalmente de protones de alta energía. Los protones del cinturón interior provienen de la desintegración radiactiva de los neutrones en la atmósfera superior. Estos neutrones se originaron a partir de colisiones entre rayos cósmicos y núcleos atómicos en el espacio. Los campos magnéticos por encima de unas 62 millas (100 kilómetros) de la superficie de la Tierra tienden a mantener estas partículas atrapadas sobre la atmósfera. De vez en cuando, sin embargo, estas partículas golpearán la atmósfera y producirán auroras, los despliegues polares de luces en el cielo.
El cinturón de radiación exterior, por otro lado, está compuesto principalmente de electrones. Está significativamente más lejos de la Tierra que el cinturón interior, a veces alcanzando una distancia de 10 radios terrestres. El número de partículas en el cinturón exterior también tiende a variar más que en el cinturón interior. Se cree que las partículas atrapadas en el cinturón de radiación exterior se originan en el sol y son transportadas a la Tierra por el viento solar.
La radiación en los cinturones de Van Allen puede causar daños tanto a la electrónica como a la salud humana. Los satélites en órbita alrededor de la Tierra han visto destruidos sus componentes electrónicos por la actividad de las tormentas geomagnéticas. Las naves espaciales que atraviesan los cinturones experimentan un aumento similar en los niveles de radiación. Los astronautas en la región de los cinturones de radiación recibirían una dosis de radiación mucho más alta que en la órbita terrestre baja. Por lo tanto, los planificadores de misiones deben desarrollar métodos para proteger las naves espaciales y los astronautas de los cinturones de Van Allen durante las misiones interplanetarias.