1958년 1월 31일, 미국 국가항공자문위원회(NACA)는 미국 최초의 인공위성 ‘익스플로러 1호’를 발사했습니다. 익스플로러 1호에는 방사선을 측정하는 장비인 ‘가이거 계수기’가 실려 있었습니다. 지구 궤도의 방사선이 어느 정도인지 측정하기 위해서였죠. 놀랍게도 지구 궤도의 방사선 수치는 미국 과학자들이 예상한 것보다 수천 배 강했습니다. 가이거 계수기가 오류를 일으킬 정도로 강했지요.
이후 추가 관찰을 통해 강한 에너지를 가진 입자들이 지구 자기장의 축을 고리 모양으로 둘러싸고 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 이 고에너지 입자들이 방사선의 원인이었던 겁니다. 이를 발견한 미국 아이오와대학교의 물리학자 J. A. 밴 앨런의 이름을 따 이 구역에는 ‘밴앨런대’라는 이름이 붙었습니다.
사실, 밴앨런대에서 나오는 강한 방사선은 이미 몇 달 전 발사된 소련의 인공위성인 스푸트니크 2호에서 먼저 검출한 바 있었습니다. 소련 연구팀이 이 방사선은 태양에서 일어난 폭발 때문이라 오해하는 바람에, 발견의 영광은 1958년 5월 1일에 그 존재를 발표한 밴 앨런의 팀에게 돌아갔지요.
밴앨런대는 우주에서 온 입자인 우주선이나, 태양에서 뿜어져 나온 전하를 띤 입자들이 지구의 자기장에 붙잡히면서 만들어집니다. 입자 일부는 남북극 지방 상공에서 오로라를 만들지만, 대부분은 자기장에 붙잡혀 밴앨런대를 이루지요. 밴앨런대 덕에 지구는 고에너지 입자로부터 보호받을 수 있습니다.
밴앨런대가 발견된 후로 60년이 넘게 지났지만, 과학자들은 지금도 밴앨런대에 관한 연구를 하고 있습니다. 밴앨런대의 강한 방사선이 지구 궤도를 도는 인공위성을 고장 낼 수 있기 때문이지요.