Satelliten können Kurzschlüsse aufweisen, wenn sie auf einen Strahlungsstoß in der Erdumlaufbahn stoßen. Und Wissenschaftler haben vorgeschlagen, dass eine neue Untersuchung der Form des Van-Alain-Gürtels (eines stark infizierten Gebiets um unseren Planeten) dazu beitragen könnte, sie besser vor dieser hohen Umweltbelastung zu schützen.
Die Astronauten in der Umlaufbahn sind größtenteils vor dem Van-Allen-Gürtel geschützt, da diese Strahlungsmengen 600 Meilen über der Erdoberfläche beginnen. Astronauten in der Erdumlaufbahn steigen in der Regel bis zu 400 km in die Höhe. Diese Bänder erstrecken sich bis zur Höhe von geostationären Satelliten - 25.000 Meilen. Diese Tatsache ist seit vielen Jahrzehnten bekannt, aber die Wissenschaftler konnten einen neuen Zusammenhang zwischen dem Verhalten eines geladenen Teilchens (insbesondere Elektronen) und der Form der Bänder entdecken.
"Die Form der Bänder ist tatsächlich sehr unterschiedlich, je nachdem, welchen Elektronentyp Sie betrachten", sagte Jeff Reeves, Hauptautor des Nationalen Labors für Intelligenz- und Weltraumforschung in Los Alamos, in einer Erklärung. "In diesen Regionen sind die Elektronen auf verschiedenen Energieniveaus unterschiedlich verteilt."
Die Form des Van-Allen-Gürtels kann sehr unterschiedlich sein, je nachdem, wie energiereich die einzelnen Elektronen sind.
Die Gürtel wurden von Explorer 1 entdeckt, dem ersten amerikanischen Satelliten, der 1958 ins All gestartet wurde. Diese Gürtel haben ihren Namen zu Ehren von James Van Allen, dem Weltraumwissenschaftler, der das Instrument, das die Strahlen fixiert, auf diesem Satelliten entworfen hat. (Er fand weniger kosmische Strahlung als erwartet und vermutete, dass dies auf Strahlungsgürtel zurückzuführen sein könnte, die in späteren Missionen bestätigt wurden.) Die Form der Gürtel ändert sich in Abhängigkeit von vielen Faktoren, als hätte die Sonne kürzlich ein Sonnenlicht ausgesandt, das die magnetische Umgebung der Erde traf. Die Wissenschaftler erstellten zunächst ein sehr einfaches Bild der Riemen: einen kleinen inneren Riemen, einen leeren Raum (den sogenannten Schlitzbereich) und einen äußeren Riemen, der viele Elektronen enthält und in hohem Maße variabel ist.
Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass sich diese Riemen sehr oft ändern. Tritt beispielsweise ein großer Sonnensturm auf, verschmilzt das Gebiet zu einem großen Gürtel. Manchmal sieht man einen großen Innengürtel und einen kleinen Außengürtel. Es kann nur einen äußeren Riemen geben, aber der innere ist überhaupt nicht sichtbar.
Auch in allen Gürteln befinden sich Elektronen mit unterschiedlichen Energien. Der innere Gürtel hat (in der Regel) mehr Elektronen mit niedrigen Energien, während der äußere Gürtel im Gegensatz dazu mit Elektronen mit hohen Energien gefüllt ist. Das Energieniveau von Elektronen hängt von magnetischen Stürmen ab, wodurch die Riemen ihre Größe und Form relativ zueinander dynamisch ändern.
Van-Allen-Sonden, die von der NASA im Jahr 2012 eingeführt wurden, können dank empfindlicher Instrumente und einer Position über der Atmosphäre mehr Energie messen als frühere Versuche. Die Wissenschaftler hoffen, die Veränderung der Gurte nachvollziehen und zum Schutz der Satelliten anwenden zu können.
