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A Generalized Approach to Model the Spectra and Radiation Dose Rate of Solar Particle Events on the Surface of Mars

Guo, Jingnan und Zeitlin, Cary und Wimmer-Schweingruber, Robert F. und McDole, Thoren und Kühl, Patrick und Appel, Jan K. und Matthiä, Daniel und Krauss, Johannes und Köhler, Jan (2018) A Generalized Approach to Model the Spectra and Radiation Dose Rate of Solar Particle Events on the Surface of Mars. The Astronomical Journal, 155 (1), Seite 49. IOP Publishing. doi: 10.3847/1538-3881/aaa085. ISSN 0004-6256.

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Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.3847/1538-3881/aaa085

Kurzfassung

For future human missions to Mars, it is important to study the surface radiation environment during extreme and elevated conditions. In the long term, it is mainly galactic cosmic rays (GCRs) modulated by solar activity that contribute to the radiation on the surface of Mars, but intense solar energetic particle (SEP) events may induce acute health effects. Such events may enhance the radiation level significantly and should be detected as immediately as possible to prevent severe damage to humans and equipment. However, the energetic particle environment on the Martian surface is significantly different from that in deep space due to the influence of the Martian atmosphere. Depending on the intensity and shape of the original solar particle spectra, as well as particle types, the surface spectra may induce entirely different radiation effects. In order to give immediate and accurate alerts while avoiding unnecessary ones, it is important to model and well understand the atmospheric effect on the incoming SEPs, including both protons and helium ions. In this paper, we have developed a generalized approach to quickly model the surface response of any given incoming proton/helium ion spectra and have applied it to a set of historical large solar events, thus providing insights into the possible variety of surface radiation environments that may be induced during SEP events. Based on the statistical study of more than 30 significant solar events, we have obtained an empirical model for estimating the surface dose rate directly from the intensities of a power-law SEP spectra.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/119264/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:A Generalized Approach to Model the Spectra and Radiation Dose Rate of Solar Particle Events on the Surface of Mars
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Guo, JingnanInstitute of Experimental and Applied Physics, Christian-Albrechts-University, Kiel, Germanyhttps://orcid.org/0000-0002-8707-076XNICHT SPEZIFIZIERT
Zeitlin, CaryLeidos 9801 Westheimer Road #900, Houston, TX, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wimmer-Schweingruber, Robert F.Institute of Experimental and Applied Physics, Christian-Albrechts-University, Kiel, Germanyhttps://orcid.org/0000-0002-7388-173XNICHT SPEZIFIZIERT
McDole, ThorenInstitute of Experimental and Applied Physics, Christian-Albrechts-University, Kiel, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kühl, PatrickInstitute of Experimental and Applied Physics, Christian-Albrechts-University, Kiel, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Appel, Jan K.Institute of Experimental and Applied Physics, Christian-Albrechts-University, Kiel, GermanyNICHT 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
Krauss, JohannesInstitute of Experimental and Applied Physics, Christian-Albrechts-University, Kiel, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Köhler, JanInstitute of Experimental and Applied Physics, Christian-Albrechts-University, Kiel, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:5 Januar 2018
Erschienen in:The Astronomical Journal
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:155
DOI:10.3847/1538-3881/aaa085
Seitenbereich:Seite 49
Verlag:IOP Publishing
ISSN:0004-6256
Status:veröffentlicht
Stichwörter:cosmic background radiation; planets and satellites: atmospheres; radiation: dynamics; Sun: activity; Sun: particle emission
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 08:32
Letzte Änderung:31 Jul 2019 20:16

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