Los cinturones de Van Allen

Aunque hoy en día no se habla mucho de ellos, los cinturones de Van Allen son un descubrimiento bastante reciente (en 1958). Son parte de la zona más alta de la atmósfera (aquella a la que llamamos magnetosfera o exosfera)…

Qué son los cinturones de Van Allen

El cinturón interior (en rojo) está compuestos principalmente de protones. El exterior (en azul) de electrones. Crédito: JHUAPL, NASA

El cinturón interior (en rojo) está compuestos principalmente de protones. El exterior (en azul) de electrones.
Crédito: JHUAPL, NASA

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.

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 cómo 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.

Jupiter

Júpiter y Saturno también tienen sus propios cinturones de radiación, generados por el campo magnético de los planetas.

Entre el cinturón exterior e interior (como seguramente ya habrás 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).

 

Los efectos de los cinturones en el viaje espacial

La sonda Cassini también hizo mediciones de los cinturones de radiación de Júpiter, aquí puedes ver como variaban en cada imagen. Crédito: NASA Jet Propulsion Laboratory (NASA-JPL)

La sonda Cassini también hizo mediciones de los cinturones de radiación de Júpiter, aquí puedes ver como variaban en cada imagen.
Crédito: NASA Jet Propulsion Laboratory (NASA-JPL)

Aunque no tengo constancia de que se hayan publicado noticias así en medios en español, es posible que hayas 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 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 os podéis imaginar lo gracioso que puede 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.

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Saturno

¿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 solo 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 estándar (por año), por la Comisión de la Energía Atómica de Estados Unidos, para las personas que trabajan con radioactividad.

La cantidad de cinturones no es fija

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

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

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 pocos 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 de 2012, la configuración de los cinturones fue anómala, había tres en lugar de dos. Pero ahí no terminaron las sorpresas. El 1 de octubre, una onda de choque todavía más extrema destruyó los dos cinturones exteriores, dejando sólo el cinturón interior intacto. Para terminar de rizar el rizo, solo 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.

Referencias: How Stuff Works, Wikipedia y Scientific American 

 

Alex Riveiro

Amante de la astronomía. Hablo de todo lo relacionado con el universo y sus conceptos de una manera amena y sencilla. Desde los púlsares hasta la historia de la astronomía en Al-Andalus.

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3 Respuestas

  1. Verónica Santibáňez dice:

    Me asalta una duda, los cinturones de Van Allen es lo mismo que el campo magnético de la tierra o son dos cosas diferentes?

  2. Arnoldo De la Hoz dice:

    Leído.

  1. 18 mayo, 2016

    […] tripuladas a nuestro satélite) hemos tenido seres humanos más allá de la protección del campo magnético de la Tierra. En la larga travesía a Marte los astronautas se tendrán que enfrentar a dos […]

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