Van-Allen-Gürtel
Der Van-Allen-Strahlungsgürtel (benannt nach James van Allen) ist ein Torus energiereicher geladener Teilchen, die durch das magnetische Feld der Erde "gefangen" werden. Diese Teilchen stammen überwiegend vom Sonnenwind und der kosmischen Strahlung. Der Gürtel erstreckt sich in einem Bereich von 700 bis 45.000 km über der Erdoberfläche, wobei er im Wesentlichen aus zwei Strahlungszonen besteht: Der innere von ihnen beginnt etwa 6000 Kilometer über dem Äquator und besteht hauptsächlich aus hochenergetischen Protonen. Der zweite beginnt etwa 20.000 Kilometer über dem Äquator und enthält vorwiegend Elektronen.
Die geladenen, kosmischen Teilchen werden im Van-Allen-Gürtel durch das Magnetfeld der Erde in Folge der Lorentzkraft abgelenkt, in einer sogenannten magnetischen Flasche eingeschlossen und schwingen so zwischen den Polen der Erde mit einer Schwingungsdauer von ca. einer Sekunde hin und her.
Die Äquivalentdosis der Strahlung beider Hauptzonen beträgt hinter 3mm dickem Aluminium maximal bis zu 200 mSv/h (Millisievert pro Stunde) im Kernbereich des inneren Gürtels und maximal bis zu 50mSv/h im Kernbereich des äußeren Gürtels. Als Normwerte gelten jedoch im gesamten Van-Allen-Gürtel 0,7-1,5mSv pro Tag (effektive Dosis), diese Diskrepanz lässt sich zum einen durch die verschiedenen Messmethoden aber auch dadurch erklären, dass die Strahlung abhängig von Sonnenaktivität starken Schwankungen unterliegt und mitunter 1000mal höhere Werte liefern kann.
Zum Vergleich: In Europa auf Meereshöhe - etwa 2mSv pro Jahr(!).
Nachweis
Wenn der Gürtel überladen wird, streifen die Partikel die obere Atmosphäre und regen diese zum fluoreszieren an, wodurch das Polarlicht entsteht. Das Vorhandensein eines Strahlungsgürtels wurde schon vor dem Weltraumzeitalter vermutet. Bestätigt wurde die Theorie am 31. Januar 1958 durch die Mission von Explorer 1 und durch die Folgemissionen Explorer III, die von James van Allen geleitet wurden. Weitere Explorer-Missionen konnten die Teilchen kartieren.
Der Begriff Van-Allen-Gürtel bezieht sich speziell auf den Strahlungsgürtel um die Erde, obwohl auch andere Planeten von ähnlichen Gürteln umgeben sind.
Bedeutung für die Mondlandungen
Von Personengruppen, die hinter den Mondlandungen der Apollo-Missionen eine Verschwörung der NASA vermuten, wird oft angeführt, dass die Durchquerung des Van-Allan-Gürtels ohne das Vorhandensein einer 2 Meter dicken Bleiummantellung nicht möglich sei ohne dass die Passagiere bleibende Schäden davontragen bzw. sterben.
Gegner dieser Verschwörungstheorie begegnen dieser Ausführung mit folgender Rechnung:
Die Rakete der Apollo-Missionen flog während der Durchquerung des Van-Allen-Gürtels mit knapp 40.000 km/h. Der Van-Allen-Gürtel hat einen Durchmesser von ca. 45.000 km. Die Astronauten waren also rund eine Stunde lang erhöhter Strahlung von maximal 200mSv ausgesetzt. Laut Strahlenschutzverordnung aus dem Jahr 2001 gilt für Deutschland nach §56 eine Berufslebensdosis (Äquivalentdosis) von 400mSv, welche nach ärztlicher Absprache und Einwilligung jedoch noch überschritten werden kann. Also würde selbst bei maximalen Werten diese Grenze weit unterschritten und lediglich ein auf Grund der zeitlichen Konzentration der Strahlung auf den Körper erhöhtes Krebsrisiko die Folge für die Astronauten sein. Ein sofortiger Tod tritt frühestens bei 1000mSv in kurzem Zeitraum auf.
Darüberhinaus ergaben offizielle Messungen an den Astronauten der Apollo 11 eine effektive Strahlenbelastung von 6,1mSv (effektive Dosis) während der gesamten 195 Stunden die sie auf dem Flug verbracht hatten.
Hinsichtlich der Strahlenwerte muss man anmerken, dass es verschiedene Messmethoden gibt, deren Ergebniswerte mitunter stark divergieren und auf deren Angabe bei Berichten über die Strahlung im Van-Allen-Gürtel und auf den Apollo-Missionen nicht immer korrekt eingegangen oder zum Teil sogar ganz verzichtet wird. Gemeint sind die Begriffe Organdosis, Äquivalentdosis und effektive Dosis.