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Detecting Upward Directed Charged Particle Fluxes in the Mars Science Laboratory Radiation Assessment Detector

Appel, J. K. und Köhler, J. und Guo, J. und Ehresmann, B. und Zeitlin, C. und Matthiä, Daniel und Lohf, H. und Wimmer-Schweingruber, R. F. und Hassler, D. und Brinza, D. E. und Böhm, E. und Böttcher, S. und Martin, C. und Burmeister, S. und Reitz, G. und Rafkin, S. und Posner, A. und Peterson, J. und Weigle, G. (2018) Detecting Upward Directed Charged Particle Fluxes in the Mars Science Laboratory Radiation Assessment Detector. Earth and Space Science, 5 (1), Seiten 2-18. American Geophysical Union (AGU). doi: 10.1002/2016ea000240. ISSN 2333-5084.

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Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.1002/2016ea000240

Kurzfassung

The Mars Science Laboratory rover Curiosity, operating on the surface of Mars, is exposed to radiation fluxes from above and below. Galactic Cosmic Rays travel through the Martian atmosphere, producing a modified spectrum consisting of both primary and secondary particles at ground level. These particles produce an upward directed secondary particle spectrum as they interact with the Martian soil. Here we develop a method to distinguish the upward and downward directed particle fluxes in the Radiation Assessment Detector (RAD) instrument, verify it using data taken during the cruise to Mars, and apply it to data taken on the Martian surface. We use a combination of Geant4 and Planetocosmics modeling to find discrimination criteria for the flux directions. After developing models of the cruise phase and surface shielding conditions, we compare model-predicted values for the ratio of upward to downward flux with those found in RAD observation data. Given the quality of available information on Mars Science Laboratory spacecraft and rover composition, we find generally reasonable agreement between our models and RAD observation data. This demonstrates the feasibility of the method developed and tested here. We additionally note that the method can also be used to extend the measurement range and capabilities of the RAD instrument to higher energies.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/119263/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Detecting Upward Directed Charged Particle Fluxes in the Mars Science Laboratory Radiation Assessment Detector
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Appel, J. K.Institute for Experimental and Applied Physics, University of Kiel, Germany; appel (at) physik.uni-kiel.dehttps://orcid.org/0000-0002-4284-002XNICHT SPEZIFIZIERT
Köhler, J.Institute for Experimental and Applied Physics, University of Kiel, Germany and Thales Electronic Systems GmbH, Kiel, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Guo, J.Institute for Experimental and Applied Physics, University of Kiel, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ehresmann, B.Southwest Research Institute, Boulder, CO, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zeitlin, C.Lockheed Martin Information Systems & Global Solutions, Houston, TX, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Matthiä, DanielRadiation Biology Department, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), Cologne, Germany; Daniel.Matthiae (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1507-0143NICHT SPEZIFIZIERT
Lohf, H.Institute for Experimental and Applied Physics, University of Kiel, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wimmer-Schweingruber, R. F.Institute for Experimental and Applied Physics, University of Kiel, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hassler, D.Southwest Research Institute, Boulder, CO, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Brinza, D. E.Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, CA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Böhm, E.Institute for Experimental and Applied Physics, University of Kiel, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Böttcher, S.Institute for Experimental and Applied Physics, University of Kiel, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Martin, C.Institute for Experimental and Applied Physics, University of Kiel, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Burmeister, S.Institute for Experimental and Applied Physics, University of Kiel, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Reitz, G.Radiation Biology Department, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), Cologne, Germany; Guenther.Reitz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5045-0761NICHT SPEZIFIZIERT
Rafkin, S.Southwest Research Institute, Boulder, CO, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Posner, A.Science Mission Directorate, NASA Headquarters, Washington, DC, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Peterson, J.Southwest Research Institute, Boulder, CO, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Weigle, G.Big Head Endian, LLC, Burden, KS, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:23 Januar 2018
Erschienen in:Earth and Space Science
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:5
DOI:10.1002/2016ea000240
Seitenbereich:Seiten 2-18
Verlag:American Geophysical Union (AGU)
ISSN:2333-5084
Status:veröffentlicht
Stichwörter:MSL Radiation, Radiation Assessment Detector (RAD)
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben MSL-Radiation (alt), R - Vorhaben Strahlenbiologie (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Strahlenbiologie
Hinterlegt von: Kopp, Kerstin
Hinterlegt am:23 Mär 2018 08:28
Letzte Änderung:14 Dez 2019 04:24

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