Dritter Strahlungsgürtel um die Erde entdeckt

Boulder (USA) - Es war eine der ersten großen Entdeckungen des Weltraumzeitalters: 1958 konnte der amerikanische Forscher James van Allen mit Instrumenten der Raumsonden Pioneer 3 und Explorer IV zwei Strahlungsgürtel um die Erde nachweisen. Über unserer Atmosphäre zirkulieren gefährliche hochenergetische Elektronen und Protonen aus dem Sonnenwind, die Satelliten beschädigen und Astronauten verstrahlen können. Nun haben amerikanische Forscher einen dritten Strahlungsring gefunden, der den Monat September 2012 über bestand, bevor er sich durch die Einwirkung starker interplanetarer Magnetfelder wieder auflöste. Wie die Forscher im Fachblatt „Science“ schreiben, könnten solche kurzlebigen Strahlungsgürtel durchaus häufiger entstehen. Bislang ließen sie sich praktisch nicht nachweisen. Erst die letztes Jahr gestarteten Zwillingsraumsonden "Van Allen Probes", die speziell für Messungen im Zentrum der Strahlungsgürtel gebaut wurden, können die entsprechenden Daten liefern.

„Es sah zunächst so seltsam aus, ich dachte schon, mit dem Instrument muss etwas nicht stimmen“, beschreibt Studienautor Dan Baker seine ersten Eindrücke bei der Analyse der Messdaten. Nichts hatte bisher darauf hingewiesen, dass neben den zwei bekannten noch weitere, temporäre Strahlungsgürtel existieren. Dort oben sammeln sich Elektronen und Protonen, die durch die Wechselwirkungen des Sonnenwindes mit dem irdischen Magnetfeld zu hohen Energien beschleunigt werden. Während der innere Gürtel relativ konstant ist, weiß man vom äußeren, dass er starken Fluktuationen unterliegt. Die neuen Messungen deuten darauf hin, dass der äußere Ring sich aufspalten kann in einen außen liegenden Teil und eine Art inneren Speicherring, in den die äußeren Elektronen gepumpt werden, wenn bestimmte magnetische Bedingungen vorliegen. Nachdem dieser dritte Ring ungefähr einen Monat lang mit konstanter Intensität existierte, verschwand er nach dem Auftreffen starker interplanetarer Magnetfelder fast völlig.

Die neuen Erkenntnisse sind vor allem für Satellitenbetreiber interessant. Wenn starker Sonnenwind auf das Magnetfeld der Erde trifft, können die Strahlungswerte weit über der Erde stark ansteigen. Ein besseres Verständnis dieser Zusammenhänge, wie es die beiden neuen Zwillingsraumsonden liefern können, ermöglicht es den Bodenstationen, wichtige Systeme notfalls abzuschalten, um Strahlenschäden vorzubeugen.

Die Raumsonden wurden am 30. August 2012 als "Radiation Belt Storm Probes" gestartet und konnten mit den entscheidenden Messungen schon am 1. September beginnen. Sie wurden zu Ehren des Entdeckers der Strahlungsgürtel mittlerweile in "Van Allen Probes" umbenannt.