A gauche :le satellite Arase. À droite :trois détecteurs différents sur l'ISS ont été utilisés de manière complémentaire. SEDA-AP (Equipement d'acquisition de données sur l'environnement spatial - Charge utile attachée), CALET (télescope calorimétrique à électrons), et MAXI (Monitor of All-sky X-ray Image) Crédit :À gauche :©ERG Science team À droite :©JAXA/NASA
Les scientifiques ont fait des progrès significatifs dans la compréhension des sources d'événements radiologiques qui pourraient avoir un impact sur les opérations de vols spatiaux habités. Les événements de précipitation relativiste d'électrons (REP) sont des cas où des électrons de haute énergie se déplacent dans des zones de l'espace à des fractions significatives de la vitesse de la lumière. Ces événements REP peuvent poser des défis aux vols spatiaux habités, spécifiquement pendant l'activité extravéhiculaire (EVA).
Ces dangers motivent la question de savoir si les événements REP peuvent être prévus afin d'éviter une exposition humaine inutile aux rayonnements. Afin de prédire les événements REP, leur cause doit d'abord être déterminée.
Une équipe scientifique dirigée par des chercheurs de l'Institut national de recherche polaire (NIPR) au Japon a fait des progrès pour répondre à cette question. Leurs conclusions ont été publiées le 14 août dans le Journal of Geophysical Research :physique de l'espace .
Ryuho Kataoka, l'auteur principal de l'étude et professeur agrégé au NIPR, a identifié la cause des événements REP et a souligné que les événements REP doivent être pris en compte dans les missions de vols spatiaux habités.
« L'importance de comprendre les événements REP a augmenté depuis que les événements REP ont été clairement identifiés à la Station spatiale internationale (ISS), ", a déclaré Kataoka. "Les événements REP sont importants car ils provoquent une dose de rayonnement pendant les EVA."
Il a été émis l'hypothèse que les ondes électromagnétiques cyclotron ioniques (EMIC) jouent un rôle important dans les événements REP à l'ISS. C'était encore une question ouverte, cependant, si d'autres mécanismes ont joué un rôle dans la génération d'événements REP. Les ondes EMIC sont des ondes électromagnétiques qui se propagent à travers le plasma dans la magnétosphère terrestre, provoquant des perturbations dans les particules chargées dans le plasma.
Ondes plasma observées par le satellite Arase (à gauche) et taux de comptage d'électrons MeV observés avec le détecteur CALET de l'ISS (à droite). Crédit :Ryuho Kataoka et al., 2020
À l'aide de plusieurs capteurs à bord de l'ISS, ainsi que les données du satellite Arase, le groupe de recherche a pu montrer qu'au moins trois processus distincts contribuaient aux événements REP. L'un est en effet les ondes EMIC. Mais les données suggèrent également deux autres sources :les ondes de choeur en mode Whistler et les ondes de sifflement électrostatiques. Les ondes du mode Whistler peuvent être excitées par des électrons de haute énergie associés aux activités aurorales, comme les aurores boréales.
"Il s'est avéré que les événements REP à l'ISS sont causés non seulement par des ondes EMIC mais aussi par des ondes en mode siffleur, ce qui rend la prévision météorologique spatiale plus difficile, " dit Kataoka.
Avec une meilleure compréhension des causes physiques des événements REP, Kataoka et son équipe cherchent des moyens de prédire les événements futurs. "La prochaine étape est la prévision météorologique spatiale des événements REP à l'ISS en modélisant différents types d'activités d'ondes plasma. L'objectif ultime est d'obtenir une théorie unifiée pour comprendre l'interaction entre les particules énergétiques et les ondes plasma, et leur impact de la dose de rayonnement sur l'atmosphère, vaisseau spatial, et les êtres humains."
