Pour les articles homonymes, voir Van Allen .

La ou les ceinture(s) de radiations de Van Allen , ou plus simplement ceinture(s) de Van Allen , ainsi nommees en l'honneur du physicien americain James Van Allen , sont une zone toroidale de la magnetosphere de la Terre qui entoure l' equateur magnetique et contient une grande densite de particules energetiques provenant du vent solaire . La rencontre de ces particules avec les molecules de la haute atmosphere terrestre est a l'origine des aurores polaires .

Histoire de la decouverte [ modifier | modifier le code ]

Les instruments embarques par Spoutnik 2 fin 1957 ont correctement mesure la radioactivite presente dans ces ceintures lorsqu'il les a traversees ^{[ 1 ] , [ 2 ]} et les informations ont bien ete transmises, mais elles n’ont pas pu etre recues par les Sovietiques ^{[ 3 ]} qui ne disposaient pas de recepteurs sur une bonne partie de la planete ; l'engin ne possedait aucun enregistreur capable de transmettre les donnees ulterieurement. Toutefois les signaux ont bien ete recus par d'autres nations mais n'ont pas pu etre interpretes car les codes de transmission etaient secrets, connus des seuls Sovietiques ^{[ 4 ]} . Spoutnik 2 etait sur une orbite tres elliptique et lorsqu'il survolait l'URSS, il etait proche de son perigee , bien en dessous de ces ceintures ; mais quand il survolait l'hemisphere austral, il etait a plus haute altitude et traversait la ceinture interieure ^{[ 5 ]} .

Cette ceinture ne fut donc decrite qu'un peu plus tard au debut de l'annee 1958 par James Van Allen a partir des mesures effectuees par des compteurs Geiger embarques dans les satellites Explorer 1 et Explorer 3 .

Description detaillee [ modifier | modifier le code ]

On peut, en realite, considerer qu'elle est constituee de deux zones distinctes appelees ≪ ceinture interieure ≫ et ≪ ceinture exterieure ≫. La premiere, situee entre 700  km et 10 000  km d' altitude , est constituee principalement de protons a haute energie (jusqu'a plusieurs centaines de mega electronvolts a des debits de fluence de plusieurs dizaines de milliers de protons par centimetre carre et par seconde dans les zones les plus intenses) provenant du vent solaire et du rayonnement cosmique , pieges par le champ magnetique terrestre . La ceinture exterieure, plus large, se deploie entre 13 000  km et 65 000  km d'altitude ; elle est constituee d' electrons egalement a haute energie (> 5   MeV ) a des debits de fluence de l'ordre du millier de particules par centimetre carre et par seconde. Les particules des deux ceintures se deplacent en permanence a grande vitesse entre les parties nord et sud de la magnetosphere.

En fevrier 2013 , une equipe de l' universite du Colorado annonce la decouverte d'une troisieme ceinture de radiations non permanente en se fondant sur des observations des sondes jumelles Van Allen Probes datant de septembre 2012 ^{[ 6 ]} . Le phenomene a ete provoque par l'onde de choc de plasma et electromagnetique provoquee par une ejection de masse coronale (EMC) et a persiste pendant quatre semaines avant d'etre disloque par une autre onde de choc d'EMC. La NASA a lance les satellites Van Allen en 2012 afin de mesurer et caracteriser les regions subissant les rayonnements de ces ceintures.

Bien que les flux ne soient pas strictement isotropes , peu de modeles prennent en compte l'anisotropie car elle s'annule sur plusieurs revolutions orbitales pour un objet typique.

Exemple des missions Apollo [ modifier | modifier le code ]

Une exposition, meme de courte duree, aux parties les plus intenses de ces ceintures de radiations etant fatale, la protection des astronautes par un blindage adequat et la selection de trajectoires minimisant l'exposition sont necessaires. Seuls les astronautes d'Apollo qui se sont rendus en orbite lunaire ont traverse la ceinture de Van Allen. Ils ont passe moins d'une heure au total dans les deux ceintures. L'inclinaison de l'orbite de la Lune etait telle que les tores n'ont pas ete traverses en leur centre et la trajectoire a evite les sections les plus energetiques ^{[ 7 ]} , excepte pour la mission Apollo 14 qui a traverse le cœur des ceintures de Van Allen ^{[ 8 ]} .

Finalement, les doses recues lors des missions lunaires ? incluant la traversee de la ceinture et l'exposition aux rayonnements cosmiques ? furent relativement faibles. Les astronautes d' Apollo 14 furent les plus exposes avec une dose absorbee au niveau de la peau de 1,14   rad soit 11,4  milligrays ^{[ 9 ]} . En considerant un facteur de ponderation pour la peau de 0,01 et un facteur de ponderation pour les rayonnements de 20 (cas le plus penalisant), les astronautes d'Apollo 14 ont recu une dose de 2,24  millisieverts  ; par comparaison, la limite annuelle pour les travailleurs du secteur nucleaire en France est de 20 millisieverts ^{[ 10 ]} .

References [ modifier | modifier le code ]

Notes [ modifier | modifier le code ]

References [ modifier | modifier le code ]

Voir aussi [ modifier | modifier le code ]

• Ceinture de radiations

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