藝術概念圖：環繞地球範艾倫輻射帶的內部及外部邊緣
太空的變化多端總讓人難以置信。地球的磁場俘獲了大量帶電粒子並將這些粒子捆綁在地球周圍，其分布高度為500-58000千米，帶電粒子就在這個高度範圍內圍繞著地球旋轉。從而形成了範艾倫輻射帶，衛星及宇宙探測器的電子原件及傳感器在該輻射帶中穿行時，會受到高能粒子的損害，太空人也會受到輻射劑量的傷害。
一般來說，內輻射帶裡高能質子較多，外輻射帶裡高能電子較多。輻射帶會對人類身體造成巨大傷害，因此，它是人類進行星際航行及探測的巨大障礙。
同時，輻射帶也影響哈勃太空望遠鏡的觀測，因為哈勃處在相當低的軌道，離地僅559公裡。因此，當哈勃通過南大西洋上空時必須暫時關閉觀測窗口。因為範艾倫輻射帶剛好在這裡碰觸到地球的上層大氣，如果開啟觀測的話，可能會損壞哈勃的觀測元件。
探險者1號是美國發射的第一顆人造地球衛星。探險者1號衛星於1958年2月1日由丘諾1號運載火箭在卡納維拉爾角發射場LC-26發射臺發射升空，是美國科學衛星系列的第一顆衛星。
20世紀初，挪威空間物理學家斯託默從理論上證明，在地球周圍存在一個帶電粒子捕獲區，大部分區域處於後來發現的輻射帶內。1958年美國的第一顆人造衛星探索者1號發現的，地球周圍確實存在著一條輻射帶，當時的研究小組組長是愛荷華大學的詹姆斯·范·艾倫，這條輻射帶最終以他的名字命名。
研究小組組長：愛荷華大學詹姆斯·范·艾倫
在1958年1月31日發射的探索者1號上，範·艾倫使用的宇宙射線探測器非常簡單，只是一個蓋革計數器和一個磁帶存儲器。在1958年後續的3次太空任務——探索者3號、探索者4號和先鋒3號，進一步確定了範艾倫輻射帶的存在及結構。
蓋革計數器最初是於1908年由德國物理學家漢斯·蓋革和英國物理學家盧瑟福在α粒子散射實驗中，為了探測α粒子而設計的。後來在1928年，蓋革又和他的學生米勒對其進行了改進，使其可以用於探測所有的電離輻射。
範艾倫帶擁有兩個永久性輻射帶：內輻射帶及外輻射帶，2013年還發現了一個臨時性輻射帶。範艾倫內輻射帶及外輻射帶是在1958年發現的，當時的科學家認為，範艾倫輻射帶中的帶電粒子是通過一個被稱為宇宙線反照率中子衰變的過程形成的，在該作用過程中，中性原子在宇宙射線的作用下發生分解，形成了質子和電子。帶電粒子與地球磁場相互作用，被地磁場所俘獲，圍繞著地球旋轉，形成了範艾倫輻射帶。
科學家一直認為地球周圍只有兩個範艾倫輻射帶，但2012年夏季發射的範艾倫探測器搭載的儀器發現，存在第三個短暫的輻射帶。科學家觀測到這個第三個輻射帶，一共持續了4周時間，最後被來自太陽的一場強烈的行星際衝擊波殲滅。
衛星及宇宙探測器在範艾倫輻射帶中穿行的位置
但是，時間過了60年之後，截至2017年之前，還沒有任何人真正在宇宙線反照率中子衰變過程中檢測到電子的形成。
《自然》期刊於上周三發表了一篇研究報告，一個研究小組在該報告中稱，他們在範艾倫內輻射帶發現了電子，這一發現證實了之前科學家針對範艾倫輻射帶形成原理所提出的理論解釋。
該研究報告主要作者、美國科羅拉多大學博爾德分校大氣和空間物理實驗室李新林教授說：「我們在範艾倫輻射帶內部邊緣附近第一次發現了這些高能電子。最終成功破解了這個60年歷史的謎團。」
超新星強烈的宇宙射線激烈撞擊地球附近的原子
該小組的科學研究顯示，範艾倫輻射帶中的高能粒子是在超新星爆發致命性宇宙射線的作用下形成的。這些強烈的宇宙射線激烈撞擊地球附近的原子，導致原子中的中子發生衰變，進而在宇宙線反照率中子衰變過程中形成質子和電子，地球磁場再將放射出來的質子和電子俘獲。就這樣，形成了環繞地球的範艾倫輻射帶。
研究小組使用的科學設備是一個鞋盒狀大小的粒子太空望遠鏡衛星，設計和操作這顆衛星的，不是專業的研究人員，而是由科羅拉多大學的本科生和研究生組成的團隊。這顆衛星的名字叫做立方體衛星，於2014年發射升空進入地球軌道。該立方體衛星的任務是測量高能太陽質子及電子通量，該任務目前已經持續了兩年多的時間。
美國科羅拉多大學博爾德分校大氣和空間物理實驗室研究小組使用的鞋盒狀大小的粒子太空望遠鏡立方體衛星
該研究報告共同作者、美國科羅拉多大學博爾德分校大氣和空間物理實驗室丹尼爾·貝克教授說，本次研究成果是一個重大發現，該衛星通過觀測做出了很多科學發現。
科學家希望，這顆衛星能夠幫助科學家勾勒出地球附近宇宙空間及其對地球影響的更精確圖景，幫助人類更好地預防並保護各類探測器及太空人，讓這些探測器、衛星、太空人在飛越範艾倫輻射帶時不要被高能粒子曬成黑乎乎的黑曜石。