La fuente principal de radiación de altas energías que llega desde el espacio exterior a nuestro planeta son rayos cósmicos galácticos. Por otro lado, las partículas cargadas transportadas por el viento solar también representan contribuciones significativas a la radiación que envuelve la Tierra. Atrapadas por el campo magnético terrestre a unas alturas que varían entre centenares y millares de kilómetros, estas partículas forman los cinturones de radiación de Van Allen. Dichos cinturones están compuestos por electrones, protones e iones atómicos más pesados ; su constante movimiento hace que choquen entre ellos, con la consiguiente pérdida de energía cinética emitida por radiación, que puede superar los 30 keV.

Tales emisiones afectan las mediciones de equipos electrónicos, así como a la supervivencia de la vida humana y animal. Es, por lo tanto, muy importante tener buen conocimiento de la interacción entre la radiación que domina estas regiones y todo lo que la atraviesa durante un viaje espacial, sean aparatos electrónicos o seres humanos. Sin embargo, uno de los aspectos más interesantes de dichos cinturones es el papel que juegan en la formación de las auroras boreales. Estas erupciones de haces de luz y color que ondulan en el cielo de ambos polos terrestres esconden todavía misterios sobre su origen.

LA GUERRA FRÍA DE LOS SATÉLITES
El primero en darse cuenta de la presencia de los cinturones de radiación fue el estadounidense James Van Allen, en 1958. Todo comenzó cuando la primera nave espacial de la Unión Soviética, Sputnik I, fue lanzada al espacio en 1957, un logro científico que dio más razón a los americanos para responder a un desafío en el marco de la Guerra Fría. Pero ellos no sólo querían dar una respuesta politico-militar, también querían aprender algo nuevo. Fue entonces cuando el Dr. Van Allen encabezó trabajos que no fueron otra cosa que los preparativos que conducirían a su gran aportación: los satélites terrestres.

Él fue el creador del Explorer I, el primer satélite estadounidense puesto en órbita alrededor de la Tierra. Lanzado el 31 de enero de 1958, el Explorer I obtuvo los niveles de radiación en la atmósfera a diferentes altitudes mediante un contador Geiger y un altímetro. Gracias a éste y otros experimentos, se descubrió la existencia de dos tipos de cinturones de radiación dentro de la magnetosfera.

En realidad, la tarea principal del Explorer I era medir el flujo de los rayos cósmicos en el espacio y averiguar si éste era parecido al medido en la superficie terrestre. Sin embargo, durante el vuelo, los niveles de radiación parecían ir en aumento cuando, de pronto, descendieron hasta cero. Inesperadamente comenzaron a aumentar de nuevo, para después volver a bajar hasta cero. Con estas detecciones, el equipo del Dr. Van Allen llegó a la conclusión de que las regiones que aparecían en cero se encontraban fuera de la escala del contador. En ese instante, el mismo Van Allen, mirando a uno de sus colaboradores, exclamó: “My God, space is radioactive!”.

No obstante, tardaron poco en darse cuenta de que, en realidad, este flujo era debido a partículas energéticas detenidas por el campo magnético terrestre más que a los rayos cósmicos. Sólo gracias a sucesivos experimentos fue posible definir la estructura de los cinturones de radiación; un “mar de partículas” dividido en dos regiones distintas que envuelven a nuestro planeta llegando, a veces, a encontrarse.

Para entender mejor el fenómeno, consideraríamos la Tierra como una suerte de “cebolla” en la cual los cinturones corresponderían a las dos capas más externas. Éstas se convierten en un plasma encerrado entre dos regiones separadas por una distancia de cerca de 3.000 kilómetros. El cinturón interior está formado por protones de alta energía y electrones, localizado aproximadamente entre 700 y 10.000 ilómetros de altitud. En cambio, el exterior, cuya composición es principalmente de electrones muy energéticos, está a una distancia comprendida entre 13.000 y 65.000 kilómetros de la superficie de la Tierra, con ciertas regiones más densas entre los 15.000 y 20.000 kilómetros.