Space Radiation Hazards in the Near-Earth Environment: A Simulation-Based Analysis of Effects on Spacecraft Electronics Using IRENE and the AE9/AP9 Models

Στην εργασία που ακολουθεί εξετάζονται ο κίνδυνος της ακτινοβολίας από φορτισμένα σωματίδια στο διαστημικό περιβάλλον και η πιθανή επίδρασή της σε διαστημικές αποστολές και τα ηλεκτρονικά τους. Η εργασία αρχίζει με μια θεωρητική ανάλυση του διαστημικού περιβάλλοντος. Στις δύο αυτές ενότητες γίνεται συζήτηση για την προέλευση και την δυναμική των φορτισμένων σωματιδίων. Αυτό περιλαμβάνει την δραστηριότητα του Ήλιου μέσω εκρηκτικών γεγονότων και του ηλιακού ανέμου και συνεχίζει με το μαγνητικό πεδίο της Γης, που παγιδεύει φορτισμένα σωματίδια, και την μαγνητόσφαιρά της. Έμφαση δίνεται στην κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων και τους πληθυσμούς πλάσματος που σχηματίζουν μέσα στην μαγνητόσφαιρα, όπως οι ζώνες Van Allen. Μηχανισμοί που συνεισφέρουν στην μεταφορά, την επιτάχυνση και την απώλεια σωματιδίων, όπως οι γεωμαγνητικές καταιγίδες και υποκαταιγίδες, καθώς επίσης η μαγνητική επανασύνδεση, συζητιούνται επίσης. Μια σύντομη ανάλυση των κλασικών τροχιακών παραμέτρων, επίσης περιλαμβάνεται. Τέλος, η συσχέτιση μεταξύ φορτισμένων σωματιδίων και επαγόμενων επιδράσεων, όπως η επιφανειακή και εσωτερική φόρτιση, η συνολική ιονίζουσα δόση (TID) και η βλάβη λόγω εκτοπισμού (DD), επίσης αναφέρεται. Στις επόμενες ενότητες, μετά από μια σύνοψη των περιβαλλοντικών μοντέλων και της σειράς AE/AP, τα AE9/AP9 μοντέλα εφαρμόζονται μέσω του IRENE για την προσομοίωση πέντε διαφορετικών τροχιών (LEO, GEO, MEO και δύο ελλειπτικές περιπτώσεις), ώστε να υπολογιστεί η ροή ηλεκτρονίων και πρωτονίων σε διαφορετικά ενεργειακά φάσματα, καθώς επίσης και να εκτιμηθεί η επίδραση της ακτινοβολίας μέσω χαρτογράφησης της δόσης σε σχέση με το πάχος θωράκισης. Προκειμένου να εκτιμηθεί ο κίνδυνος για τις διαστημικές αποστολές λόγω ακτινοβολίας, χρησιμοποιήθηκαν επίπεδα αποδεκτής δόσης που προτείνονται από την βιβλιογραφία. Σε όλα τα στάδια της ανάλυσης συμπεριλαμβάνονται στατιστικές που ενσωματώνουν ακραία και σπάνια γεγονότα. Με την λειτουργία Monte Carlo αναδεικνύεται η μεταβλητότητα της δόσης σε διαφορετικά βάθη θωράκισης χρησιμοποιώντας 100 σενάρια, καθώς και ένα ενδεικτικό worst-case σενάριο ροής παγιδευμένων ηλεκτρονίων, χρήσιμο για τη μελέτη της εσωτερικής φόρτισης. Η εργασία αποσκοπεί να αναδείξει τη σημασία της μοντελοποίησης του διαστημικού περιβάλλοντος, προκειμένου να αποτελέσει βάση για την αξιολόγηση των κινδύνων της ακτινοβολίας σε διάφορα τροχιακά σενάρια και την εκτίμηση της αξιοπιστίας των διαστημικών αποστολών και των ενσωματωμένων ηλεκτρονικών συστημάτων τους.

Authors dc:creator

• Μωραΐτη Παρασκευή
• Moraiti Paraskevi

• Θετικές Επιστήμες
• Science

Language dc:language

English

Identifier

uoadl:5359779

OAI identifier oai:identifier

oai:lib.uoa.gr:uoadl:5359779