Projektbeschreibung
Moderner Ansatz zur Untersuchung der Elektronendynamik in Strahlungsgürteln
Die Magnetosphäre fungiert als natürliches Plasmalabor und beherbergt die Strahlungsgürtel der Erde, die mit hochenergetischen Teilchen gefüllt sind. Die energiereichen Elektronen stellen eine Gefahr für Satelliten in der Erdumlaufbahn sowie den Weltraumverkehr und sein Personal dar. Im Rahmen des ERC-finanzierten Projekts WIRE ist geplant, anhand der Daten mehrerer Satelliten detaillierte Wellenmodelle zu erstellen, um die Dynamik der Elektronen im Strahlungsgürtel besser zu verstehen. Mithilfe der Entwicklung verbesserter Wellenmodelle im Vergleich zu den derzeitigen Modellen, die durch die Satellitenumlaufbahnen begrenzt sind, wird das Team von WIRE dazu beitragen, die bestehenden hochentwickelten dynamischen Modelle des Strahlungsgürtels zu optimieren, realistischere Diffusionskoeffizienten zu erhalten und die Beschleunigung und den Verlust von Elektronen zu bewerten. Die vorgeschlagenen Forschungsarbeiten sind von entscheidender Bedeutung für die Klärung der Frage, warum Strahlungsgürtel auf ähnlich intensive geomagnetische Stürme unterschiedlich reagieren, und werden außerdem wichtige Auswirkungen auf die grundlegende Plasma- und Astronomiephysik haben.
Ziel
The magnetosphere is a natural plasma laboratory. Radiation belts in the magnetosphere are full of high energy particles. The energetic electrons in the Earth’s radiation belts can be hazardous to Earth-orbiting satellites and astronauts in space. Many of the space systems on which modern human society depends operate in this region. The fluxes of radiation belt electrons are very dynamic, which is not fully understood due to the delicate balance between various acceleration and loss processes. Wave-particle interactions are believed to play a crucial role in the acceleration and loss of these particles. To quantify the effect of different waves on the dynamics of radiation belt electrons, comprehensive wave models are needed. Currently, there are some wave models based on satellite measurements. However, the space coverage of these wave models is not sufficient due to the orbit limit of satellites.
In this project, combining state-of-the-art measurements from multiple satellites, comprehensive wave models will be developed. We will improve our sophisticated physics-based radiation belt dynamic model by using the wave models developed in this project and calculate diffusion coefficients using more realistic background magnetic field and plasma density models for the first time. Furthermore, fundamental acceleration and loss of energetic electrons caused by different waves in the Earth's radiation belts will be quantified. We will systematically validate simulation results against satellite measurements to understand the competition between acceleration and loss caused by various mechanisms.
All these improvements will be critically important for answering the overarching scientific question: Why do the Earth’s radiation belts respond differently to geomagnetic storms which have approximately the same intensity? The knowledge gained in this project can be useful for basics plasma physics and astronomy physics because the similar fundamental processes exist.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2023-COG
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