۱ مه ۱۹۵۸، کشف کمربندهای تشعشعی قوی ون آلن که زمین را احاطه کرده است، در روزنامه Washington Evening Star ایالات‌متحده انتشار شد.

این مقاله گزارشی را که کاشف آنها، «جیمز ون آلن»، به سمپوزیوم مشترک آکادمی ملی علوم و انجمن فیزیک آمریکا در واشنگتن دی سی اراعه کرده می بود، پوشش داد. او از داده‌های کاوشگرهای فضایی اکسپلورر ۱ و پایونیر ۳ در ناحیه قطب مغناطیسی زمین منفعت گیری کرد تا وجود کمربندهای تشعشعی و غلظت ذرات باردار الکتریکی را آشکار کند.

کاوش فراتر از کمربندهای ون آلن

یکی از بزرگ‌ترین خطرات برای فضانوردانی که به مریخ سفر می‌کنند، تسلط بر قرارگیری در معرض تابش انرژی بالای ناشی از باد خورشیدی، طوفان‌های خورشیدی و پرتوهای کیهانی کهکشانی است که منشأ آنها خارج از منظومه شمسی ما است.

مگنتوسفر زمین، ذرات پرانرژی را به دام می‌اندازد و از زمین در برابر طوفان‌ها و بادهای خورشیدی که دائماً جریان دارند محافظت می‌کند. این تشعشعات می‌تواند به فناوری و این چنین افراد ساکن روی زمین صدمه رساند.

ذرات به دام افتاده‌، دو کمربند تشعشعی را راه اندازی خواهند داد که به کمربندهای ون آلن معروف می باشند و همانند دونات‌های عظیم زمین را احاطه کرده‌اند. کمربند بیرونی از میلیاردها ذره پرانرژی راه اندازی شده‌ است که از خورشید سرچشمه می‌گیرند و کمربند داخلی از برهمکنش پرتوهای کیهانی با جو زمین حاصل می‌شود.

فضانوردان برای رسیدن‌ به فضای بیرونی باید از طریق کمربندهای ون آلن پرواز کنند. به این علت پرواز سریع در این منطقه برای قرارگیری کمتر در معرض تشعشعات مهم است. وسایل الکترونیکی حساس در داخل ماهواره‌ها و فضاپیماهایی که از طریق کمربندهای ون آلن حرکت می‌کنند نیز باید در برابر تشعشعات محافظت شوند.

کشف در دهه ۱۹۵۰

این کمربندهای تشعشعی که فراتر از مدار پایین زمین قرار دارند، در سال ۱۹۵۸ توسط اخترفیزیکدان جیمز ون آلن کشف شدند. ون آلن دریافت که می‌توان از طریق مناطق ضعیف تابش ون آلن، برای رسیدن به فضای بیرونی مدار زمین پرواز کرد.

آزمایش ون آلن روی اکسپلورر ۱ در ۳۱ ژانویه ۱۹۵۸ اغاز شد. این آزمایش پرتو کیهانی زیاد ساده می بود که شامل یک شمارشگر گایگر (دستگاهی که تشعشعات را تشخیص می‌دهد) و یک ضبط صوت می‌شد. آزمایش‌های بعدی در سه مأموریت دیگر در سال ۱۹۵۸، اکسپلورر ۳، اکسپلورر ۴ و پایونیر ۳، نشان داد که دو کمربند تشعشعی در اطراف زمین وجود دارد.

مشاهدات برای چندین دهه ادامه داشته‌ است. اما دانش ما در رابطه کمربندها هنگامی که کاوشگر ون آلن در سال ۲۰۱۲ به فضا پرتاب شد، زیاد تر شد

یک دهه سپس، در سال ۱۹۶۸، مأموریت آپولو ۸ ناسا اولین سفینه فضایی سرنشین‌داری می بود که فراتر از کمربندهای ون آلن پرواز کرد و به دور ماه چرخید و سپس به زمین برگشت.

وقتی که ایستگاه فضایی بین‌المللی نیز در سال ۲۰۱۱ تکمیل شد، مدار آن در مدار پایین زمین، سفر به ایستگاه را برای فضانوردان ایمن‌تر کرد.