VanAllenStrahlungsgürtel

Der Van Allen Strahlungsgürtel (englisch: Van Allen radiation belts) bezeichnet zwei konzentrische Zonen geladener Teilchen, die durch das Magnetfeld der Erde eingefangen und in stabilen Bahnen gehalten werden. Sie umgeben unseren Planeten und variieren in Abhängigkeit von Sonnenaktivität und geomagnetischen Stürmen.

Die zwei Hauptgürtel unterscheiden sich deutlich in Komposition und Struktur. Der innere Gürtel besteht überwiegend aus Protonen mit Energien von einigen Megaelektronenvolt bis zu mehreren hundert MeV und reicht grob von rund 1.000 bis 12.000 Kilometern über der Erdoberfläche. Der äußere Gürtel enthält überwiegend Elektronen mit Energien von KeV bis MeV und erstreckt sich grob von etwa 13.000 bis 60.000 Kilometern. Zwischen den beiden liegtt eine Slot-Region mit geringerer Teilchenkonzentration.

Ursprung und Dynamik der Gürtel liegen in der Wechselwirkung von Sonnenwind, kosmischer Strahlung und dem geomagnetischen Feld. Geladene Teilchen werden durch das Magnetfeld eingefangen und in der Magnetosphäre gespeichert. Solaraktivität, geomagnetische Stürme sowie Prozesse wie Radialdiffusion und Re-acceleration führen zu zeitlichen Veränderungen, Beschleunigung und Abtransport der Teilchen. Die Gürtel sind daher nicht statisch, sondern zeigen deutliche Variation über Sonnenzyklus und geomagnetische Bedingungen.

Historisch gewann der Gürtel mit der Entdeckung durch James Van Allen im Jahr 1958 während der Explorer-1-Mission Bedeutung. Weitere Missionen, darunter die Vulkanoren der Van Allen Probes (Radiation Belt Storm Probes), liefern seit 2012 detaillierte Daten über deren Dynamik. Die Strahlungsgürtel stellen eine wichtige Berücksichtigung für Satellitenbetriebe und bemannte Raumfahrt dar, da hochenergetische Teilchen Elektronik schädigen und Lebensräume belasten können.