Astazi s-au implinit 200 de zile de cand a fost lansata misiunea americana RBSP-Radiation Belt Storm Probes (30 august 2012), ce consta in plasarea a doi sateliti in orbite eliptice similare (una 500 km x 30050 km x 10 grade inclinatie si cealalta 675 km x 31250 km x 10 grade inclinatie), orbite ce permit realizarea a doua seturi de date paralele. Compararea lor ofera indicii pretioase oamenilor de stiinta cu privire la variatiile temporale ale proprietatilor mediului traversat de cei doi sateliti.

In anul 1958, odata cu lansarea satelitului Explorer 1 cercetatorul american James Alfred Van Allen descoperea celebra centura de radiatii ce avea sa ii poarte numele. Din pacate Van Allen a murit in august 2006 si nu a reusit sa vada aceasta misiune a NASA devenind operationala, insa a apucat sa vada inceputurile proiectarii ei – primele concepte fiind schitate in anii 90. Mai tarziu, conceptul a prins o forma fizica odata cu includerea lui in programul “Living with a Star Program” al agentiei spatiale americane.
 
Centurile de radiatii Van Allen reprezinta spatii geometrice in care particule de energie inalta sunt captate si mentinute datorita campului magnetic al Terrei.
Prima centura se intinde intre 600 si 6000km (formata in special din protoni cu energii  10-100MeV) si este stabila, iar cea de a doua intre 10000 si 65000km (1-200keV, pana la 10Mev in cazul furtunilor geomagnetice), cu zona de intensitate maxima 14500-19000km, alcatuita din protoni de energie inalta, particule alfa, ioni de oxigen O+, electroni si alte tipuri de ioni, care variaza in timp si spatiu, intr-o stransa dependenta cu fenomenele solare.

S-a presupus initial ca particulele din centurile Van Allen sunt provenite din vantul solar si ca ele desfasoara o miscare spiralata influentata de campul magnetic, dar prezenta unui mix de particule in cea de a doua centura, precum si comportamentul atipic al fluctuatiilor fluxului in urma evenimetelor solare i-a dus pe cercetatori la concluzia ca fenomenele ce se petrec in aceste zone au o natura mult mai complexa si este deci necesar un studiu mult mai detaliat, avand in vedere faptul ca mare parte din aparatura extra terestra dezvoltata de om isi desfasoara activitatea in acest spatiu, suferind influente negative datorate dozelor de radiatii atat in domeniul comunicatiilor, cat si al securitatii vietii astronautilor.


Una din teoriile prezente sustine ca aceste particule provin dintr-o sursa multipla, denumita "coada magnetica", fenomen ce apare datorita dinamicii campului magnetic al Terrei in vantul solar, dezvoltata odata cu miscarea acesteia in raport cu Soarele. Prezenta atmosferei rarefiate la marginea inferioara a primei centuri determina un comportament constant (amortizare), situatie ce nu se intalneste in cazul centurii externe, care in urma anumitor evenimente solare sufera influente greu de prezis, uneori cu aparitia de centuri suplimentare temporare (furtuni geomagnetice), alteori cu pierderi de masa.

Studiul aparitiei, comportamentului, proprietatilor si timpului de viata al particulelor din centurile de radiatii prezinta in acelasi timp interes si pentru explicarea unor fenomene macrocosmice, exterioare sistemelor planetare, cum ar fi compozitia si fenomenele din heliosfera, pentru care obtinerea si transmiterea de date sunt dificil de procesat la asemenea distante din considerente legate de buget.


Dispozitivele prezente in misiunea RBSP demonstreaza preocuparea foarte serioasa de a solutiona fundamental problematica centurilor de radiatii, intr-un proiect multi-anual extrem de ambitios:
Energetic Particle, Composition, and Thermal Plasma Suite (ECT)
Principal Investigator: H. Spence, University of New Hampshire
Acest aparat masoara energia si directia de miscare a particulelor, si este constituit din 3 subansamble:

- Helium Oxygen Proton Electron (HOPE)
 Instrumentul masoara campurile induse de particule de energie joasa prezente in zona, ce pot influenta comportamentul celor de energie inalta.

-Magnetic Electron Ion Spectrometer (MagEIS)
 Instrumentul foloseste magneti pentru a indeparta particulele de joasa si medie energie de suprafata de citire, lasand sa treaca doar unda emergenta de energie mare. In acest fel, citirile dedicate sunt mai precise.

-Relativistic Electron Proton Telescope (REPT)
 Instrumentul foloseste o combinatie de detectori ce retin urma lasata de particule de inalta energie, in acest fel identificand tipul, nivelul energetic al particulei si contorizand trecerile.

Electric and Magnetic Field Instrument Suite and Integrated Science (EMFISIS)
Principal Investigator: C. Kletzing, University of Iowa, Iowa City
Acest aparat identifica si masoara campuri magnetice si valuri de plasma, pentru prima oara in sistem 3d, determinand care din fenomene ofera energie particulelor si care provoaca rejectia lor din centura de radiatii.

Electric Field and Waves Suite (EFW)
Principal Investigator: J. Wygant, University of Minnesota, Minneapolis
Acest aparat masoara campurile electrice din centurile de radiatii, responsabile pentru accelerarea particulelor. Acestea au timp de viata de la milisecunde pana la ore si o distanta de manifestare de la 0,5 mile pana la 100.000 de mile.
Determinarea tipului de energie ce produce asemenea efecte si cauza lor este vitala pentru maparea corecta a centurilor de radiatii.

Radiation Belt Storm Probes Ion Composition Experiment (RBSPICE)
Principal Investigator: L. Lanzerotti, New Jersey Institute of Technology
Acest aparat studiaza asa-numitul curent inelar,  anume curentul electric ce strabate o regiune paralela cu Ecuatorul, determinat de campul magnetic al Pamantului. Pentru a studia influentele Soarelui asupra acestui curent, se masoara variatiile de compozitie a particulelor (protoni, heliu, oxigen) si de presiune.
Studiul comportamentului si intensitatii acestui curent are relevanta in predictia influentei exercitate asupra particulelor din centurile de radiatii.

Relativistic Proton Spectrometer (RPS)
Principal Investigator: National Reconnaissance Office
Acest aparat studiaza fluctuatiile protonilor nocivi de inalta energie din centurile de radiatii in raport cu evenimentele solare, pentru a determina dependenta dintre cele doua fenomene.

Ce s-a intamplat insa din august atunci cand a fost lansata misiunea RBSP?
Dupa 60 de zile petrecute in etapa ‘commisioning phase’ cand au fost testati in spatiu si pregatiti pentru faza finala, cei doi sateliti au inceput sa furnizeze primele date stiintifice.
Precizam anterior in discutia de natura teoretica, ca centuri de radiatii temporare pot aparea ca efect al fenomenelor solare. O astfel de centura a fost detectata inca de la  primele masuratori efectuate de intrumentele misiunii RBSP si a fost monitorizata timp de 4 saptamani, pana ce a fost dizolvata de un nou val de energie solara.
Se dovedeste astfel utilitatea crescuta a acestui experiment, in ce priveste cunoasterea fenomenelor cu impact direct asupra evolutiei vremii, asupra sistemelor de comunicatii si a sistemelor de protectie la radiatii.

“Radiation Belt Storm Probes” devine realitate - partea 1
http://www.spacealliance.ro/articles/view.aspx?id=20120905052555

Credit NASA