Van-Allen-Gürtel

Die Van-Allen-Strahlungsgürtel sind zwei (manchmal drei) torusförmige Regionen geladener Teilchen (Protonen und Elektronen), die vom Erdmagnetfeld eingefangen und in bestimmten Höhen festgehalten werden. Sie wurden 1958 von James Van Allen mithilfe des Explorer-1-Satelliten entdeckt, eine der ersten großen Entdeckungen des Weltraumzeitalters.

Der innere Gürtel erstreckt sich von etwa 1.000 bis 6.000 km Höhe und besteht hauptsächlich aus hochenergetischen Protonen. Der äußere Gürtel reicht von etwa 13.000 bis 60.000 km und enthält vorwiegend Elektronen. 2012 entdeckten die Van Allen Probes der NASA zeitweise einen dritten, kurzlebigen Gürtel.

Für die Raumfahrt sind die Gürtel eine erhebliche Strahlenquelle. Die ISS (400 km Höhe) operiert unterhalb des inneren Gürtels, passiert aber die Südatlantische Anomalie, eine Region, in der der innere Gürtel besonders tief reicht. Die Apollo-Astronauten durchquerten die Gürtel auf dem Weg zum Mond innerhalb weniger Stunden, wobei die Strahlenbelastung durch die kurze Aufenthaltsdauer begrenzt blieb.

Für zukünftige Missionen jenseits der Erdmagnetosphäre (Mond-Gateway, Mars) ist die Durchquerung der Gürtel ein kalkulierbares Risiko. Die eigentliche Gefahr liegt im Fehlen des magnetischen Schutzes danach.

Gerade die Van-Allen-Gürtel führen den doppelten Charakter des Erdmagnetfeldes vor Augen: Was den Planeten schützt, kann den Raumfahrer gefährden. Das Magnetfeld fängt die geladenen Teilchen ein und hält sie von der Erdoberfläche fern, doch genau dadurch konzentriert es sie in den Gürteln zu Zonen erhöhter Strahlung. Hartnäckig hält sich deshalb die Verschwörungserzählung, die Apollo-Missionen seien wegen der Gürtel unmöglich gewesen. Tatsächlich wählten die Missionsplaner eine Flugbahn, die die dichtesten Bereiche mied, und die kurze Durchquerung von wenigen Stunden hielt die Dosis gering und unbedenklich. Die Südatlantische Anomalie, wo der innere Gürtel besonders tief reicht, ist bis heute relevant: Satelliten schalten dort empfindliche Instrumente ab, und sogar auf der ISS häufen sich in dieser Region Störungen der Elektronik und vermehrte Lichtblitze im Sehfeld der Astronauten. Die Erforschung der Gürtel durch Missionen wie die Van Allen Probes hilft, die Strahlungsumgebung für künftige Mond- und Marsflüge präzise vorherzusagen.