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Nowcasting Solar Energetic Particle Events for Mars Missions

Löwe, Jan Leo und Khaksarighiri, Salman und Wimmer‐Schweingruber, Robert F. und Hassler, Donald M. und Ehresmann, Bent und Guo, Jingnan und Reitz, Günther und Berger, Thomas und Matthiä, Daniel und Zeitlin, Cary und Löffler, Sven (2025) Nowcasting Solar Energetic Particle Events for Mars Missions. Space Weather, 23 (4), e2025SW004372. Wiley. doi: 10.1029/2025SW004372. ISSN 1542-7390.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
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Offizielle URL: https://dx.doi.org/10.1029/2025SW004372

Kurzfassung

In addition to the omnipresent Galactic Cosmic Rays, sudden Solar Energetic Particle (SEP) events present considerable health hazards for manned space missions. These events not only contribute to an increased long-term cancer risk, but can, in extreme cases, cause acute radiation syndromes. Forecasting their imminent occurrence could significantly reduce radiation exposure by warning astronauts to move to shelter. However, all currently available tools are primarily designed for the Earth or Earth-Moon system, which limits their applicability to future Mars missions. To address this, we developed a nowcasting system for SEP events applicable in deep space and on the Martian surface, which serves as a reliable last-resort backup when forecasts fail. The methodology of this system is based on dose rates measured by the Radiation Assessment Detector onboard the Mars Science Laboratory, which recorded 5 SEP events during the 7-month flight to Mars and 17 since its landing on Mars on 6 August 2012. An SEP event is triggered, and an astronaut is warned as soon as dose rates exceed the omnipresent background level by at least 25%. This approach suggests that our system can provide astronauts with at least 30 min to avoid both peak radiation exposure and the majority of the cumulative dose from SEP events. Our nowcasting system is robust, easily implementable in real-life scenarios, and achieves a near-zero false alarm rate both in deep space and on the Martian surface.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/213555/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Nowcasting Solar Energetic Particle Events for Mars Missions
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Löwe, Jan LeoInstitute of Experimental and Applied Physics, Christian-Albrechts-University, Kiel, Germany; loewe (at) physik.uni-kiel.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Khaksarighiri, SalmanInstitute of Experimental and Applied Physics, Christian-Albrechts-University, Kiel, Germany; khaksari (at) physik.uni-kiel.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wimmer‐Schweingruber, Robert F.Institute of Experimental and Applied Physics, Christian-Albrechts-University, Kiel, Germany; wimmer (at) physik.uni-kiel.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hassler, Donald M.Planetary Science Division, Southwest Research Institute, Boulder, CO, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ehresmann, BentPlanetary Science Division, Southwest Research Institute, Boulder, CO, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Guo, JingnanDeep Space Exploration Laboratory/School of Earth and Space Sciences, University of Science and Technology of China, Hefei, PR China and CAS Center for Excellence in Comparative Planetology, USTC, Hefei, PR ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Reitz, GüntherGerman Aerospace Center (DLR), Institute of Aerospace Medicine, Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Berger, ThomasThomas.Berger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3319-5740NICHT SPEZIFIZIERT
Matthiä, DanielDaniel.Matthiae (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1507-0143NICHT SPEZIFIZIERT
Zeitlin, CaryLeidos Corporation, Houston, TX, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Löffler, SvenInstitute of Experimental and Applied Physics, Christian-Albrechts-University, Kiel, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:29 März 2025
Erschienen in:Space Weather
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:23
DOI:10.1029/2025SW004372
Seitenbereich:e2025SW004372
Verlag:Wiley
ISSN:1542-7390
Status:veröffentlicht
Stichwörter:SEP events, deep space, Martian surface, MSL/RAD
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Strahlenrisiken, R - Life Sciences Experimente Mond
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Strahlenbiologie
Hinterlegt von: Kopp, Kerstin
Hinterlegt am:16 Apr 2025 15:35
Letzte Änderung:16 Apr 2025 15:35

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