James Van Allen: el hombre que halló la armadura invisible de la Tierra

A principios de 1958, el contador Geiger a bordo del primer satélite de Estados Unidos se quedaba en silencio constantemente a gran altitud. La conclusión obvia era que el instrumento estaba roto, y eso fue lo que informaron los ingenieros. El físico que lo había construido no estaba de acuerdo. «Nos dijeron que nuestro instrumento había dejado de funcionar», recordó. «Nosotros sabíamos más y nos dimos cuenta de que habíamos encontrado un fenómeno completamente nuevo en el espacio». El contador no estaba muerto. Estaba ahogado.

Mount Pleasant

James Alfred Van Allen nació el 7 de septiembre de 1914 en una granja cerca de Mount Pleasant, Iowa, un origen del que nunca se desprendió ni se disculpó. Obtuvo su licenciatura en el Iowa Wesleyan College en 1935, luego una maestría en 1936 y un doctorado en 1939 en la Universidad de Iowa, trabajando en física nuclear. Nada en su trayectoria sugería a un hombre que terminaría dando nombre a una característica permanente del planeta.

Una guerra dedicada a hacer las cosas resistentes

Desde 1940 trabajó en la espoleta de proximidad de radio (un dispositivo que permitía que un proyectil antiaéreo detectara su objetivo y detonara cerca de él en lugar de al contacto) bajo el Comité de Investigación de Defensa Nacional. En 1942 se trasladó al Laboratorio de Física Aplicada de Johns Hopkins, donde su problema era brutalmente práctico: los tubos de vacío se rompían al ser disparados desde un cañón, y alguien tenía que hacer que los componentes electrónicos sobrevivieran a la aceleración de un proyectil naval.

Luego sirvió como teniente de la Marina de los EE. UU. de 1942 a 1946, ganando cuatro estrellas de combate con la Flota del Pacífico. Vale la pena notar lo que esta década realmente le enseñó. Van Allen pasó sus años formativos profesionales aprendiendo a construir instrumentos delicados que siguieran funcionando en condiciones violentas, y a interpretar lo que decían cuando regresaban. Ese es precisamente el conjunto de habilidades que la física espacial requeriría poco después, y casi nadie más las tenía.

Globos, cohetes y el Rockoon

Desde 1946 dirigió la investigación a gran altitud en el Laboratorio de Física Aplicada, organizando experimentos a bordo de cohetes V-2 alemanes capturados y ayudando a desarrollar el cohete sonda Aerobee. Los cohetes eran escasos y caros, por lo que inventó una ruta hacia arriba más barata: el Rockoon, un pequeño cohete llevado a gran altura por un globo y disparado desde allí, saltándose la parte más gruesa de la atmósfera y la mayor parte de la factura de combustible. Fue una solución característica: poco glamorosa, ingeniosa e impulsada por el hecho de que quería datos más que hardware.

En 1951 se unió al departamento de física de la Universidad de Iowa, donde permaneció hasta su jubilación en 1985. Construyó uno de los grupos de física espacial líderes del mundo en un estado más conocido por el maíz.

Explorer 1

El Año Geofísico Internacional de 1957-58 fue la apertura de la era espacial, y el detector de radiación de Van Allen voló en el Explorer 1, el primer satélite estadounidense, y luego en el Explorer 3. Los datos no tenían sentido. A baja altitud el contador se comportaba normalmente; más arriba no informaba de nada en absoluto: no una señal débil, sino cero.

La perspicacia de Van Allen fue leer el silencio correctamente. Un instrumento que no informa nada puede estar roto, o puede estar saturado: superado por más radiación de la que fue diseñado para contar, y por lo tanto mudo. Concluyó lo segundo y, al hacerlo, identificó dos vastos cinturones de partículas cargadas atrapadas por el campo magnético de la Tierra, rodeando el planeta: las estructuras que inmediatamente tomaron su nombre.

Lo llamó «el primer descubrimiento científico de la era espacial», y la descripción se mantiene. La humanidad había puesto un objeto por encima de la atmósfera e instantáneamente aprendió algo sobre la Tierra que ninguna observación basada en tierra podría haber revelado. También fundó una disciplina: la física magnetosférica no existía de manera significativa antes del Explorer 1 y ha sido un campo importante desde entonces. Time lo nombró Hombre del Año en 1960, un honor inusual para un profesor con un contador Geiger.

Hacia los planetas

Los cinturones fueron el comienzo en lugar de la cima. Van Allen pasó a servir como investigador principal en veinticuatro misiones espaciales, y sus instrumentos produjeron las primeras mediciones directas de las magnetosferas de Júpiter y Saturno. También fue pionero en una técnica genuinamente elegante: leer las firmas de absorción de partículas cargadas para detectar anillos y lunas que no se habían visto, infiriendo la presencia de cuerpos sólidos a partir de las sombras que proyectaban en el entorno de radiación de un planeta.

El disidente

Fue, en sus últimas décadas, uno de los críticos más prominentes de los vuelos espaciales tripulados, argumentando constantemente que las misiones robóticas devolvían mucha más ciencia por dólar. En 2004 lo expresó con una franqueza característica: «la única motivación superviviente para continuar con los vuelos espaciales humanos es la ideología de la aventura». Viniendo del hombre que había hecho el primer descubrimiento de la era espacial, esto fue incómodo para la NASA e imposible de ignorar.

El reconocimiento se acumuló a pesar de ello: elección a la Academia Nacional de Ciencias en 1959, la presidencia de la Unión Geofísica Americana de 1982 a 1984, la Medalla Nacional de Ciencia en 1987, el Premio Crafoord en 1989 y el Premio Vannevar Bush en 1991. Murió el 9 de agosto de 2006, de insuficiencia cardíaca, a los noventa y un años.

Por qué a James se le llama genio

La cualidad específica mostrada en 1958 no fue el cálculo sino el valor interpretativo: la voluntad de confiar en un argumento físico sobre una explicación institucional obvia. Todos podían ver que el contador se había quedado callado. La lectura predeterminada era un fallo del equipo, y era la lectura que no conllevaba ningún riesgo profesional. Van Allen razonó en cambio sobre lo que haría un detector saturado, concluyó que el silencio era en sí mismo la señal y afirmó un gran descubrimiento sobre la base de datos que parecían un mal funcionamiento. Esa es una forma rara de inteligencia científica: conocer tu instrumento tan íntimamente que puedes distinguir uno roto de uno asombrado.

Se ganó, más que ser innato. El trabajo con la espoleta de proximidad y los programas V-2 y Rockoon significaron que había pasado veinte años construyendo detectores y leyendo sus modos de fallo. La perspicacia fue la recompensa de un tipo de experiencia muy poco de moda.

Vale la pena exponer el contraargumento. Van Allen no era un teórico; no propuso ningún marco profundo, y la física de las partículas atrapadas fue elaborada sustancialmente por otros. El descubrimiento también dependió de estar en el lugar correcto: la instrumentación satelital estadounidense en 1958 era un club extremadamente pequeño, y alguien que volara un contador de radiación probablemente encontraría los cinturones tarde o temprano. Lo que es propiamente suyo es el diseño experimental, el instrumento, la lectura correcta de datos ambiguos y luego cinco décadas más de trabajo de primer nivel en Júpiter y Saturno que nadie atribuye a la suerte.

Legado

Los cinturones llevan su nombre, que es el tipo más raro de monumento: una característica permanente de la Tierra nombrada por el chico de la granja de Iowa que la notó. Le dio a la ciencia planetaria su resultado fundacional y luego pasó cincuenta años argumentando silenciosamente que el objetivo de ir al espacio era aprender algo. Los cinturones siguen siendo una restricción práctica para cada satélite y cada misión tripulada que abandona la órbita baja: una parte del planeta que nadie sabía que estaba allí hasta que un instrumento se silenció y un hombre se negó a creer que estaba roto.