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James Alfred van Allen, el primer científico espacial

El gran invento de utilizar los satélites para observar de cerca las estrellas y abrir una nueva ventana al universo es obra de uno de los grandes científicos del siglo pasado

Representación artística de la estructura de los cinturones de radiación de Van Allen y de las trayectorias seguidas por los satélites geoestacionarios. UNIVERSIDAD JOHNS HOPKINS

Entre las figuras más representativas de la astronomía moderna destaca sobre todas la de James Alfred van Allen (1914-2006). Artífice del primer gran descubrimiento científico de principios de la era espacial, sus ideas contribuyeron enormemente a revelar un universo totalmente desconocido hasta hace tan sólo medio siglo. Su hazaña también es recordada como uno de los acontecimientos históricos más determinantes para los equilibrios militares que caracterizaron la Guerra Fría.

Tras lanzar la URSS el primer satélite artificial Sputnik I al espacio en 1957, el gobierno de EE UU se vio obligado a responder a un desafío que desbordaba el marco geopolítico de la época. De esta manera se le confió a Van Allen el cargo de responsable del Explorer I, el primer vehículo americano puesto en órbita alrededor de la Tierra el 31 de enero de 1958. Estos dos lanzamientos históricos marcaron el comienzo de la guerra fría de los satélites, convirtiendo a Van Allen en un verdadero pionero de la exploración espacial. Su gran intuición fue montar un contador Geiger y un altímetro a bordo del satélite para poder medir los niveles de radiación de los rayos cósmicos en la atmósfera a diferentes altitudes, y averiguar si ese valor era parecido al que se conocía en la superficie terrestre.

Durante su vuelo hacia el espacio el Explorer I detectó un aumento gradual de la intensidad de radiación que, de pronto, descendió hasta cero. Sin embargo, el fenómeno se manifestó por segunda vez -y de forma inesperada- con la progresiva subida del vehículo. Van Allen y sus colaboradores llegaron así a la conclusión que las regiones atmosféricas que emitían en cero se encontraban fuera de la escala del contador, o mejor dicho que el instrumento no estaba preparado para medir una intensidad tan alta de radiación. La sorpresa fue mayúscula porque nadie podía imaginar un comportamiento de este tipo alrededor de nuestro planeta, ni tampoco alrededor de Júpiter y Saturno como descubrió Van Allen en 1973 y en 1979, respectivamente.

Descubrimiento de dos regiones

No obstante el logro conseguido por el equipo de investigación, la sed por conocer qué ocurría verdaderamente allí fuera no estaba apagada. Sólo gracias a las misiones Explorer III y Pioneer III se descubrió posteriormente que la Tierra está rodeada por dos regiones distintas y repletas de radiación y que, en honor a su descubridor, llevan el nombre de cinturones de radiación de Van Allen. Estos, si consideramos la Tierra como una suerte de cebolla, corresponderían a las dos capas más externas, aunque separadas de su superficie. Ambas están formadas por un "mar de partículas" de alta energía (protones y electrones) y su perfil está definido por las líneas del campo magnético terrestre que las mantienen atrapadas a nuestro planeta. El más interior se sitúa entre 700 y 10.000 kilómetros, en cambio el exterior aproximadamente entre 14.000 y 30.000 kilómetros de altitud.

No cabe duda alguna de que la idea de Van Allen de lanzar satélites para la exploración del cosmos supuso una revolución tecnológica sin precedentes para la humanidad, tal vez solamente comparable al uso que Galileo hizo del telescopio hace cuatro siglos. Para la astronomía significó una oportunidad única para salir al espacio exterior y descubrir un universo inédito. La novedad para el hombre fue poder contemplar la bóveda celeste desde muy cerca, superando el obstáculo más grande para cualquier apasionado de las estrellas: la atmósfera terrestre. Nuevos dominios de la radiación electromagnética procedente del cosmos, como las emisiones de más altas energías (rayos X y gamma) y también el rango infrarrojo y UV -que habían permanecido invisibles a causa de la absorción de nuestra propia atmósfera- fueron finalmente escrutados. La invención de los satélites, en definitiva, abrió camino a una nueva manera de observar los astros y reveló que contemplar el firmamento desde la Tierra es como observarlo en blanco y negro, mientras que en realidad éste es de colores.

El hallazgo tuvo, por otra parte, importantes consecuencias políticas ya que no solamente EE UU se imponía de derecho como superpotencia militar sino que fomentó la creación de un centro nacional para el desarrollo de las actividades no militares en el espacio. De hecho la National Aeronautics and Space Administration (NASA) se fundó en el verano de 1958, año que marcó el incipit de la era espacial y un punto de no retorno para la astronomía moderna.

Carlo Ferri pertenece al Institut de Ciències de l'Espai (CSIC-IEEC), Universidad Autónoma de Barcelona