Till vänster:Arase-satelliten. Höger:Tre olika detektorer på ISS användes komplementärt. SEDA-AP (Space Environment Data Acquisition equipment-Attached Payload), CALET (Calorimetric Electron Telescope), och MAXI (Monitor of All-sky X-ray Image) Kredit:Vänster:©ERG vetenskapsteam Höger:©JAXA/NASA
Forskare har gjort betydande framsteg i att förstå källorna till strålningshändelser som kan påverka mänskliga rymdflygningar. Relativistisk elektronfällning (REP) händelser är tillfällen när högenergielektroner rör sig genom områden i rymden med betydande bråkdelar av ljusets hastighet. Dessa REP-händelser kan innebära utmaningar för mänsklig rymdfärd, speciellt under extravehikulär aktivitet (EVA).
Dessa faror motiverar frågan om REP-händelser kan förutses för att undvika onödig exponering av människor för strålning. För att förutsäga REP-händelser, deras orsak måste först fastställas.
Ett vetenskapligt team ledd av forskare vid National Institute of Polar Research (NIPR) i Japan har gjort framsteg för att svara på den frågan. Deras resultat publicerades den 14 augusti i Journal of Geophysical Research:Space Physics .
Ryuho Kataoka, huvudförfattaren till studien och en docent vid NIPR, pekade på orsaken till REP-händelser och betonade att REP-händelser måste redovisas i mänskliga rymdfärdsuppdrag.
"Vikten av att förstå REP-händelser har ökat sedan REP-händelserna har tydligt identifierats vid den internationella rymdstationen (ISS), " Kataoka sa. "REP händelser är viktiga eftersom de orsakar stråldos under EVAs."
Det har antagits att elektromagnetiska joncyklotronvågor (EMIC) spelar en viktig roll i REP-händelser vid ISS. Det var fortfarande en öppen fråga, dock, om andra mekanismer spelade en roll vid generering av REP-händelser. EMIC-vågor är elektromagnetiska vågor som fortplantar sig genom plasman i jordens magnetosfär, orsakar störningar i de laddade partiklarna i plasman.
Plasmavågor observerade av Arase-satelliten (vänster) och räknehastighet för MeV-elektroner observerade med CALET-detektorn på ISS (höger). Kredit:Ryuho Kataoka et al., 2020
Använda flera sensorer ombord på ISS, samt data från Arase-satelliten, forskargruppen kunde visa att minst tre separata processer bidrog till REP-evenemang. En är verkligen EMIC-vågor. Men uppgifterna föreslog också två andra källor:körvågor i Whistlerläge och elektrostatiska whistlervågor. Whistler-lägesvågor kan exciteras av högenergielektroner associerade med norrskensaktiviteter, som norrsken.
"Det visade sig att REP-händelser vid ISS inte bara orsakas av EMIC-vågor utan också av whistlermode-vågor, vilket gör rymdväderprognosen svårare, sa Kataoka.
Med en bättre förståelse för de fysiska orsakerna till REP-händelser, Kataoka och hans team arbetar mot sätt att förutsäga framtida händelser. "Nästa steg är rymdväderprognosen för REP-händelser vid ISS genom att modellera olika typer av plasmavågsaktiviteter. Det slutliga målet är att få en enhetlig teori för att förstå interaktionen mellan energiska partiklar och plasmavågor, och deras inverkan av stråldos på atmosfären, rymdfarkoster, och människor."
