MAESTRÍA EN TELECOMUNICACIONES
UNIDAD II: TEORÍA DE LAS TELECOMUNICACIONES
LEONEL SOLÍS HERNÁNDEZ
Bandas de Radiación Van Hallen
Bandas de
Radiación Van Hallen
Los cinturones de radiación de la Tierra son uno de
los componentes del sistema más grande y complejo llamado la magnetosfera. Los
cinturones de radiación de la Tierra están compuestos por partículas
energéticas y eléctricas o electrones, protones e iones atómicos más pesados.
Esencialmente, estas partículas quedan atrapadas en el campo magnético de la
tierra. La energía cinética de estas partículas es mayor o igual a 30 keV.
Los cinturones de radiación como los existentes en la
plasmafera, tienen forma toroidal. Estos toroides envuelven al planeta. El
cinturón de radiación interno se extiende, aproximadamente, desde 400 hasta 12
000 kilómetros sobre la Tierra. Mientras el cinturón de radiación externo se
extiende aproximadamente desde 12 000 hasta 60 000 kilómetros sobre la Tierra.
Algunas veces, los dos cinturones se encuentran.
En 1958, James Van Allen detectó por vez primera los cinturones de
radiación atrapados cerca de la Tierra. Es por esto que a estos cinturones también
se les conoce como los cinturones de radiación de Van Allen.
El Dr. Van Allen también halló que las principales
fuentes de partículas de los cinturones de radiación externas son: el viento
solar y la ionosfera. Y las fuentes principales para los cinturones internas
son: las partículas energéticas solares y reacciones a los rayos cósmicos
galácticos. El destino eventual de estas partículas, en los cinturones de
radiación, es llegar a ser parte de la atmósfera, chocar con los satélites, o
escapar hacia el espacio.
Los cinturones de Van Allen, los encontraron alrededor de la Tierra los
primeros satélites artificiales. Estos cinturones están formados por cargas
eléctricas en suficiente cantidad para ser detectadas por los aparatos de
medición del satélite. Se distinguen dos cinturones donde abundan las cargas
eléctricas. El cinturón exterior está compuesto en su mayor parte por
electrones. Si nos movemos alejándonos de la Tierra en el plano ecuatorial
encontraremos el principio de este cinturón externo a una distancia de unos 20
000 Km .de la Tierra (como el triple del radio terrestre); el cinturón se
vuelve muy tenue hasta unos 60 000 Km . (diez veces el radio de la Tierra ).
Se encuentra un segundo cinturón de cargas más cerca
de la Tierra ; este cinturón está formado principalmente por protones de gran
energía y algunos electrones de poca energía. En el plano ecuatorial este
cinturón principia a una altura de unos 600 Km .de la superficie terrestre y se
extiende varios miles de kilómetros.
Entre los dos cinturones existen también cargas volando en el espacio por la atracción mutua entre cargas de distinto signo de los dos cinturones, pero la densidad de partículas es mucho menor, casi mil veces menor.
Podemos pensar a cada uno de estos cinturones como un
río de cargas, una corriente eléctrica en forma de llanta, la cual no circula
en un alambre o conductor. Se sostiene girando en el espacio alrededor de la
Tierra , como los anillos de Saturno que lo acompañan en todos sus movimientos.
¿Por qué no se caen o desvanecen en el espacio estos carruseles de carga?
Es sumamente importante tener buen conocimiento de
los cinturones de radiación, porque las partículas energéticas de estos
toroides afectan las mediciones del lugar, y podrían tener un efecto en la
supervivencia de equipos electrónicos y ópticos, así como de formas de vida
humana y animal. El Dr. James Van Allen afirma, "la población de partículas de los cinturones de radiación de la
Tierra son peligrosas para los humanos sin una protección masiva, ya que pasan
a través de ellos".
Cinturón Interior: Constituido principalmente por
protones de alta energía, debido al choque de las ráfagas de partículas de
rayos cósmicos.
Cinturón Exterior: Formado principalmente por electrones
de alta energía, provenientes de los rayos cósmicos y de los procesos de
aceleración magnetosféricos.
El hombre vive en una continua cadena de asombros al descubrir la realidad del Universo que lo rodea. La historia de la ciencia relata estos ejemplos, y nos hace maravillarnos cada vez que vuelve su recuerdo a nuestra memoria.
Un nuevo anillo de radiación se formó alrededor de la Tierra a
principios de septiembre de 2012 y persistió durante
más de cuatro semanas antes de ser «aniquilado» por una poderosa onda de choque
(tormenta solar) proveniente del Sol, según un estudio publicado en Science.
La NASA envió una misión, las sondas gemelas Van
Allen, para aprender más sobre estos cinturones, ya que las enormes
cantidades de radiación que crean plantean serios riesgos para los satélites en
órbita geoestacionaria. Un
nuevo análisis de los datos obtenidos por las sondas por parte de Dan Baker,
autor del estudio e investigador de la Universidad de Colorado, descubrió la
formación del tercer cinturón. «Resultaba tan raro que pensé que había un fallo
en el instrumento (que recogía los datos)», recuerda Baker. «Pero vimos las
mismas cosas en cada nave, así que tuvimos que llegar a la conclusión de que
era real».
Los datos
enviados a la Tierra por las sondas durante el mes de septiembre inicialmente
mostraban solo dos bandas magnéticas, las esperadas, pero después de unos pocos
días, apareció una tercera banda de electrones menos compacta. El fenómeno
persistió hasta la tercera semana de septiembre, cuando empezó a languidecer
hasta que un «bombazo» llegado del Sol prácticamente lo «aniquiló».
Los científicos no saben cuántas veces se producen estos
eventos, pero creen, dada la experiencia, que pueden ocurrir con bastante
frecuencia. Por desgracia, no tienen instrumentos para analizarlos.
En algunos Casos se descubre un fenómeno insospechado
y sin explicación. En otros casos, la explicación es sencilla y asombra el que
no se hubiera predicho antes el fenómeno.
La explicación de la existencia de estos cinturones
de Van Allen se encuentra en el campo magnético de la Tierra. La Tierra se
comporta como un imán gigantesco, cuyos polos magnéticos están alineados
aproximadamente con los polos geográficos. El campo de la Tierra es evidente
por el funcionamiento de las brújulas y se ha estudiado con mucha atención
durante muchos años.
Durante las situaciones de reposos, no hay movimientos de entrada ni
salida de estas dos zonas pero, cuando se producen perturbaciones en la
magnetosfera, si que se producen mecanismos de entrada y salida de
partículas.
FUENTES
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