Les satellites peuvent avoir des courts-circuits s’ils rencontrent un sursaut de rayonnement en orbite terrestre. Et les scientifiques ont suggéré qu'une nouvelle étude de la forme de la ceinture de Van Alain (une zone extrêmement infectée autour de notre planète) pourrait aider à mieux les protéger de ce niveau élevé de charge environnementale.
Les astronautes en orbite sont pour la plupart protégés de la ceinture de Van Allen, car ces quantités de radiations commencent à 600 km au-dessus de la surface de la Terre. En règle générale, les astronautes en orbite terrestre effectuent l'ascension à 250 milles d'altitude. Ces ceintures s'étendent jusqu'à la hauteur des satellites géostationnaires - 25 000 milles. Ce fait est connu depuis de nombreuses décennies, mais les scientifiques ont pu découvrir un nouveau lien entre le comportement d’une particule chargée (en particulier des électrons) et la forme des courroies.
"La forme des ceintures est en réalité très différente selon le type d'électron que vous regardez", a déclaré l'auteur principal du Laboratoire national de renseignement et de recherche spatiale de Los Alamos, Jeff Reeves, dans un communiqué. "Les électrons à différents niveaux d'énergie dans ces régions sont répartis différemment."
La forme de la ceinture de Van Allen peut varier considérablement en fonction de l’énergie des électrons individuels.
Les ceintures ont été découvertes par Explorer 1, le premier satellite américain lancé dans l'espace en 1958. Ces ceintures ont reçu leur nom en l'honneur de James Van Allen, le scientifique de l'espace qui a conçu l'instrument qui fixait les rayons sur ce satellite. (Il a trouvé moins de rayons cosmiques que prévu et a suggéré que cela pourrait être dû aux ceintures de radiation confirmées lors de missions ultérieures). La forme des ceintures change en fonction de nombreux facteurs, comme si récemment le Soleil avait envoyé une éruption solaire qui a frappé l’environnement magnétique de la Terre. Au départ, les scientifiques ont créé une image très simple des ceintures: une petite ceinture intérieure, un espace vide (la zone fendue) et une ceinture extérieure comportant de nombreux électrons et très variable.
De nouvelles recherches montrent que ces ceintures changent très souvent. Si, par exemple, une grosse tempête solaire se produit, la région se fond dans une grande ceinture. Parfois, vous pouvez voir une grande ceinture intérieure et une petite ceinture extérieure. Il ne peut y avoir qu'une ceinture externe, mais la ceinture interne n'est pas visible du tout.
De plus, dans toutes les ceintures, il y a des électrons d'énergies différentes. La ceinture interne a plus d'électrons à basse énergie (en règle générale), tandis que la ceinture externe, au contraire, est remplie d'électrons à haute énergie. Le niveau d'énergie des électrons dépend des orages magnétiques, ce qui entraîne une modification dynamique de la taille et de la forme des ceintures les unes par rapport aux autres.
Les sondes Van Allen lancées par la NASA en 2012 peuvent mesurer plus d'énergie que les précédentes tentatives, grâce à des instruments sensibles et à une position au-dessus de l'atmosphère. Les scientifiques espèrent comprendre comment les ceintures changent et les appliquer pour protéger les satellites.
