ارائه یافته‌ها در سمپوزیوم علمی واشنگتن

این مقاله گزارشی را پوشش می‌داد که کاشف کمربند‌ها، جیمز ون‌آلن، در سمپوزیوم مشترک آکادمی ملی علوم و انجمن فیزیک آمریکا در واشنگتن دی‌سی ارائه کرده بود. او از داده‌های کاوشگر‌های فضایی اکسپلورر ۱ و پایونیر ۳ در ناحیه قطب مغناطیسی زمین استفاده کرد تا وجود کمربند‌های تشعشعی و غلظت ذرات باردار الک‌تریکی را آشکار سازد.

کاوش فرا‌تر از کمربند‌های ون‌آلن

یکی از بزرگ‌ترین خطرات برای فضانوردانی که به مریخ سفر می‌کنند، مواجهه با تابش انرژی بالا ناشی از باد خورشیدی، طوفان‌های خورشیدی و پرتو‌های کیهانی کهکشانی است که منشأ آن‌ها خارج از منظومه شمسی ماست.

مگنتوسفر زمین، ذرات پرانرژی را به دام می‌اندازد و از زمین در برابر طوفان‌ها و باد‌های خورشیدی که به طور مداوم جریان دارند، محافظت می‌کند. این تشعشعات می‌تواند به فناوری و همچنین افراد ساکن روی زمین صدمه بزند.

ذرات به دام افتاده، دو کمربند تشعشعی را شکل می‌دهند که به کمربند‌های ون‌آلن معروفند و همانند دونات‌های عظیم زمین را احاطه کرده‌اند. کمربند بیرونی از می‌لیارد‌ها ذره پرانرژی تشکیل شده که از خورشید سرچشمه می‌گیرند و کمربند داخلی ناشی از برهم‌کنش پرتو‌های کیهانی با جوی زمین است.

فضانوردان برای رسیدن به فضای بیرونی باید از طریق کمربند‌های ون‌آلن پرواز کنند. به همین دلیل پرواز سریع در این منطقه برای کاهش تعرض در برابر تشعشعات اهمیت دارد. وسایل الک‌ترونیکی حساس در داخل ماهواره‌ها و فضاپیما‌هایی که از طریق کمربند‌های ون‌آلن حرکت می‌کنند نیز باید در برابر تشعشعات محافظت شوند.

کشف در دهه ۱۹۵۰

این کمربند‌های تشعشعی که فرا‌تر از مدار پایین زمین قرار دارند، در سال ۱۹۵۸ توسط اخترفیزیکدان جیمز ون‌آلن کشف شدند. ون‌آلن دریافت که می‌توان از طریق مناطق ضعیف تابش ون‌آلن، برای رسیدن به فضای بیرونی مدار زمین پرواز کرد.

آزمایش ون‌آلن روی اکسپلورر ۱ در ۳۱ ژانویه ۱۹۵۸ آغاز شد. این آزمایش شامل یک شمارشگر گایگر (دستگاه‌ی که تشعشعات را تشخیص می‌دهد) و یک ضبط‌کننده بود. آزمایش‌های بعدی در سه مأموریت دیگر در سال ۱۹۵۸، یعنی اکسپلورر ۳، اکسپلورر ۴ و پایونیر ۳، نشان داد که دو کمربند تشعشعی در اطراف زمین وجود دارد.

مشاهدات برای چندین دهه ادامه داشته است. اما دانش ما در مورد کمربند‌ها هنگامی که کاوشگر ون‌آلن در سال ۲۰۱۲ به فضا پرتاب شد، بسیار بیش‌تر شد.

یک دهه پس از کشف، در سال ۱۹۶۸، مأموریت آپولو ۸ ناسا اولین سفینه فضایی سرنشین‌داری بود که فرا‌تر از کمربند‌های ون‌آلن پرواز کرد و به دور ماه چرخید و سپس به زمین بازگشت.

وقتی ایستگاه فضایی بین‌المللی در سال ۲۰۱۱ تکمیل شد، مدار آن در مدار پایین زمین، سفر به ایستگاه را برای فضانوردان ایمن‌تر کرد.