Si on a déjà parlé ici de la magnétosphère terrestre dans le champ magnétique terrestre (et ses inversions) et les éjections de masse coronales (EMC), on n'a pas encore abordé les ceintures de Van Hallen.
Dans la publication le champ magnétique terrestre (et ses inversion), on a expliqué comment était généré ce champ. Dans celle parlant des éjections de masse coronales on a expliqué comment ce champ nous protège des particules solaires et des rayons cosmiques, tellement énergétiques que la vie n'aurait pu apparaitre sur la terre s'il n'y avait pas ce bouclier providentiel.
Mais entre les deux (la naissance du champ au cœur du noyau terrestre et l'arrêt des rayons cosmiques), se trouvent les ceintures de Van Hallen. Elles sont la matérialisation du champ magnétique créé au cœur du noyau terrestre.
C'est le physicien Américain James Van Hallen qui découvre leurs propriétés en 1958, grâce à des compteurs Geiger envoyés à bord des satellites explorer 1 & 3.
On distingue en fait 2 ceintures : la ceinture intérieure se situe entre 700 et 10.000 km, alors que la ceinture extérieure, plus large et de forme variable, occupe l'espace entre 13.000 et 65.000 km. Elles sont de forme toroïdales (comme une chambre à air) et sont constituées de protons à haute énergie. Une troisième ceinture peut apparaitre ponctuellement pendant plusieurs semaines lorsqu'une onde de choc de plasma provoquée par une éjection de masse coronale (EMC) vient frapper la terre, comme ce fut le cas en février 2013; c'est une autre onde de choc de plasma qui a disloqué la troisième ceinture.
Mais alors, si les ceintures sont radioactives, pourquoi le champ magnétique terrestre ne l'est-il pas ? Eh bien la radioactivité est créée par la collision entre le champ magnétique et les rayons cosmiques.
Ce sont les Russes qui se sont intéressés les premiers à l'étude de ces ceintures. Ils avaient envoyés des instruments à bord de Spoutnik 2 dès 1957 afin de mesurer la radioactivité générée par les ceintures. Malheureusement, les Russes n'ont pas reçu les datas relevées par leurs sondes, celles-ci ne se trouvant pas au dessus de leurs récepteurs au moment opportun. Mais les précieuses données furent quand même reçues par d'autres nations, qui ne purent les exploiter, les Russes ayant chiffré la transmission. Guerre froide...
OK, on a compris ce que sont les ceintures de Van Hallen, la façon dont elles prennent naissance et leur rôle de protection de toute forme de vie sur terre. Mais alors, si les ceintures sont une zone de rayonnement de haute énergie radioactive, comment les astronautes ont-ils pu survivre à leur traversée lorsqu'ils se rendaient sur la lune ?
En effet, une exposition aux parties les plus actives de ces ceintures, même de courte durée, serait fatale pour la vie des astronautes. Plusieurs actions sont donc mises en œuvre pour assurer leur protection :
D'une part, les vaisseaux spatiaux sont pourvus d'un blindage électromagnétique,
D'autre part, les trajectoires des vaisseaux sont calculées pour traverser les zones les moins énergétiques,
Enfin les dates sont choisies judicieusement par rapport à la position relative de la lune et des tores formés par les ceintures, afin de trouver le cheminement le moins exposé.
A ce jour, il n'y a que les astronautes des missions Apollo qui ont traversé les ceintures de Van Hallen. La traversée de la zone de danger durait moins d'une heure au total. De retour sur terre, les doses de radiations reçues par les astronautes ont été mesurées. Les doses maximales reçues (celles des personnels d'Apollo 14, qui furent les seuls à traverser le cœur des ceintures) furent de 2,24 millisieverts, à comparer à la dose maximale annuelle des travailleurs du nucléaire en France : 20 millisieverts.
Pour information, le passager d'un vol Paris-New York recevra une dose de 0,032 millisieverts, soit l'équivalent d'une radiographie panoramique dentaire.
Pour clore, il n'y a pas que les humains qui sont sensibles aux radiations et autres rayons cosmiques. Les satellites et les sondes spatiales sont également impactés à plus ou moins brève échéance, selon leur altitude et leur durée de vie prévue. Leur blindage est donc proportionnel à leur durée de vie attendue.
Michel Havez, 07 Novembre 2021.
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