Cinturões de Van Allen: o anel de radiação que protege a Terra e desafia os astronautas
Ao redor da Terra existe uma região invisível onde partículas energéticas ficam aprisionadas pelo campo magnético, um escudo natural, fundamental para a vida e a exploração espacial.
Em 1958, quando a exploração espacial estava apenas começando, os primeiros satélites revelaram regiões com níveis extremos de radiação ao redor da Terra — invisíveis da superfície terrestre, mas capazes de afetar instrumentos eletrônicos no ambiente próximo ao espaço.
A descoberta foi possível graças ao trabalho do físico James Van Allen e aos detectores do satélite Explorer 1, que demonstraram que certas partículas carregadas não escapavam para o espaço, mas eram aprisionadas pelo campo magnético da Terra, formando enormes zonas de radiação.
Essas regiões ficaram conhecidas como Cinturões de Van Allen e marcaram um ponto de virada na ciência. Pela primeira vez, deixamos de ver a Terra como um planeta isolado, passando a compreender seu magnetismo e, consequentemente, seu dínamo interno.
A descoberta também teve consequências práticas imediatas, pois pudemos entender que o espaço próximo não era um vazio inofensivo, mas um ambiente hostil que precisava ser levado em consideração no projeto de satélites, sondas e futuras missões tripuladas.
Desde então, os cinturões de Van Allen tornaram-se um laboratório natural para o estudo da interação entre o vento solar, o campo magnético da Terra e as partículas energéticas que constantemente percorrem o Sistema Solar.
Dois cinturões, um mesmo escudo
O sistema Van Allen consiste principalmente de dois cinturões:
- O cinturão interno estende-se de aproximadamente 1.000 a 12.000 quilômetros de altitude e é dominado por prótons extremamente energéticos que podem permanecer aprisionados por longos períodos.
- O cinturão externo, localizado entre 13.000 e 60.000 quilômetros, contém principalmente elétrons que se movem a velocidades próximas à da luz. Sua estrutura é mais instável e responde rapidamente às mudanças na atividade solar.
Ambos os cinturões existem graças ao campo magnético da Terra, que força as partículas carregadas a seguirem trajetórias helicoidais ao longo de suas linhas, formando regiões irregulares com áreas de maior intensidade do que outras.
Durante tempestades solares, esses cinturões podem inflar, comprimir ou até mesmo perder partículas temporariamente. Portanto, não são estruturas rígidas, mas sistemas dinâmicos que se transformam constantemente sob a influência do vento solar e do ambiente espacial circundante.
Um desafio para satélites e astronautas
A radiação presente nessas regiões representa um risco significativo para a tecnologia espacial. Satélites, especialmente os geoestacionários, que passam por elas podem sofrer danos em seus sistemas e componentes eletrônicos, ou degradação progressiva de componentes sensíveis.
Por esse motivo, as órbitas de muitos satélites são cuidadosamente projetadas para evitar as zonas de maior intensidade. Outros incorporam blindagens e sistemas especiais que lhes permitem suportar a exposição prolongada a partículas de alta energia.
As missões espaciais também devem levar em consideração esse ambiente, especialmente os astronautas que, embora não permaneçam dentro dos cinturões de radiação, os atravessam. Portanto, eles devem seguir trajetórias específicas para minimizar a dose total de radiação a que são submetidos.
As missões Apollo demonstraram que essa travessia é segura quando planejada adequadamente, desmanchando mitos persistentes e confirmando que o risco real reside na exposição prolongada, e não simplesmente na travessia dessas regiões.
Um escudo natural para a vida na Terra
Além dos riscos tecnológicos, essas regiões desempenham um papel crucial para o planeta, capturando partículas do vento solar e dos raios cósmicos, reduzindo significativamente a quantidade de radiação que atinge a atmosfera e a superfície da Terra.
Esse escudo magnético tem sido fundamental para preservar a estabilidade atmosférica a longo prazo e possibilitar o desenvolvimento da vida. Sem ele, a erosão causada por partículas energéticas teria sido muito mais intensa ao longo de nossa história geológica.
Estudar esses campos magnéticos também é útil em astronomia, pois nos ajuda a entender o que acontece em outros planetas. Fazendo comparações com Marte ou Vênus, por exemplo, podemos avaliar se a presença — ou ausência — de um campo magnético influencia a evolução planetária, não apenas no Sistema Solar, mas também em exoplanetas.
E na esfera tecnológica, com a chegada de amplas constelações de satélites, também é importante considerar os efeitos a longo prazo, à medida que nos tornamos cada vez mais dependentes da interconexão digital proporcionada por esses sistemas.