Strahlungsgürtel

Strahlungsgürtel, oft als Strahlen- oder Van-Allen-Gürtel bezeichnet, sind Regionen in der Erdmagnetsphäre, in denen geladene Teilchen durch das Magnetfeld der Erde gefangen gehalten werden. Sie wurden 1958 im Rahmen der Erforschung des Erdmagnetfelds entdeckt. Die Teilchen stammen aus dem Sonnenwind, kosmischer Strahlung und solarer Aktivität und können jahrelang in der Magnetosphäre verweilen.

Die beiden Hauptgürtel unterscheiden sich in Lage und Zusammensetzung: Der innere Gürtel liegt etwa zwischen 1 und 2 Erdradien (ca. 6.400 bis 12.800 Kilometer) von der Erde entfernt und besteht überwiegend aus hochenergetischen Protonen. Der äußere Gürtel reicht von ungefähr 3 bis 8 Erdradien und enthält vorwiegend Elektronen mit Energien im keV- bis MeV-Bereich. Unter bestimmten Bedingungen kann es während starker Sonnenaktivität zu einem zeitweiligen dritten Gürtel kommen.

Die Teilchen bleiben durch die Lorentzkraft im Magnetfeld gefangen: Sie spiegeln sich an den magnetischen Polen, wandern entlang der Feldlinien und driftieren um die Erde. Die Gürtel sind dynamisch und reagieren auf Sonnenaktivität, geomagnetische Stürme und Wellen-Teilchen-Wechselwirkungen.

Strahlungsgürtel stellen eine wesentliche Herausforderung für Satelliten und Raumfahrt dar: Sie erhöhen das Risiko von Ausfällen elektronischer Systeme, verursachen erhöhte Hintergrundstrahlung in Sensoren und stellen eine Gefahr für Raumfahrer dar. Messungen durch Missionen wie die Van Allen Probes liefern detaillierte Daten über Struktur, Dynamik und Variabilität der Gürtel und tragen zum Verständnis des Raumwetters bei.

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