Wetenschappers hebben aanzienlijke vooruitgang geboekt bij het begrijpen van de bronnen van stralingsgebeurtenissen die van invloed kunnen zijn op menselijke ruimtevluchten. Relativistische elektronenprecipitatie (REP)-gebeurtenissen zijn gevallen waarin elektronen met hoge energie met aanzienlijke fracties van de lichtsnelheid door gebieden in de ruimte bewegen. Deze REP-gebeurtenissen kunnen uitdagingen vormen voor bemande ruimtevluchten, specifiek tijdens extravehicular activiteit (EVA).

Deze gevaren leiden tot de vraag of REP-gebeurtenissen kunnen worden voorspeld om onnodige blootstelling van de mens aan straling te voorkomen. Om REP-gebeurtenissen te voorspellen, hun oorzaak moet eerst worden vastgesteld.

Een wetenschappelijk team onder leiding van onderzoekers van het National Institute of Polar Research (NIPR) in Japan heeft vooruitgang geboekt bij het beantwoorden van die vraag. Hun bevindingen werden op 14 augustus gepubliceerd in de Journal of Geophysical Research:Ruimtefysica .

Ryuho Kataoka, de hoofdauteur van de studie en een universitair hoofddocent bij NIPR, identificeerde de oorzaak van REP-gebeurtenissen en benadrukte dat REP-gebeurtenissen moeten worden verantwoord in bemande ruimtevluchtmissies.

"Het belang van het begrijpen van REP-gebeurtenissen is toegenomen sinds de REP-gebeurtenissen duidelijk zijn geïdentificeerd in het International Space Station (ISS), " zei Kataoka. "REP-gebeurtenissen zijn belangrijk omdat ze stralingsdosis veroorzaken tijdens EVA's."

Er is verondersteld dat elektromagnetische ionencyclotron (EMIC) golven een belangrijke rol spelen bij REP-gebeurtenissen in het ISS. Het was nog een open vraag, echter, of andere mechanismen een rol speelden bij het genereren van REP-gebeurtenissen. EMIC-golven zijn elektromagnetische golven die zich voortplanten door het plasma in de magnetosfeer van de aarde, verstoringen veroorzaken in de geladen deeltjes in het plasma.

Met behulp van meerdere sensoren aan boord van het ISS, evenals gegevens van de Arase-satelliet, de onderzoeksgroep kon aantonen dat minimaal drie afzonderlijke processen hebben bijgedragen aan REP-gebeurtenissen. Een daarvan is inderdaad EMIC-golven. Maar de gegevens suggereerden ook twee andere bronnen:refreingolven in Whistler-modus en elektrostatische Whistler-golven. Whistler-modusgolven kunnen worden opgewekt door hoogenergetische elektronen geassocieerd met poollichtactiviteiten, zoals het noorderlicht.

"Het bleek dat REP-gebeurtenissen in het ISS niet alleen worden veroorzaakt door EMIC-golven, maar ook door Whistler-modusgolven, wat de voorspelling van het ruimteweer moeilijker maakt, ' zei Kataoka.

Met een beter begrip van de fysieke oorzaken van REP-gebeurtenissen, Kataoka en zijn team werken aan manieren om toekomstige gebeurtenissen te voorspellen. "De volgende stap is de ruimteweervoorspelling van REP-gebeurtenissen in het ISS door verschillende soorten plasmagolfactiviteiten te modelleren. Het uiteindelijke doel is om een ​​uniforme theorie te verkrijgen om de interactie tussen energetische deeltjes en plasmagolven te begrijpen, en hun impact van de stralingsdosis op de atmosfeer, ruimtevaartuig, en mensen."