Skip to main content
Ir a la página de inicio de la Comisión Europea (se abrirá en una nueva ventana)
español es
CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
CORDIS

Advancing radiation belt modeling with nonlinear wave–particle interactions

Descripción del proyecto

Protección de la infraestructura orbital frente a los electrones de alta energía

Los cinturones de radiación de la Tierra contienen electrones de alta energía que pueden dañar los satélites y los sistemas electrónicos espaciales durante las tormentas geomagnéticas. Los modelos actuales suelen fallar a la hora de predecir esta dinámica con precisión, ya que pasan por alto la aceleración rápida y no lineal provocada por intensas ondas de plasma. El equipo del proyecto ARBEN, que cuenta con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, pretende subsanar esta carencia integrando estas complejas interacciones entre ondas y partículas en las herramientas de predicción actuales. Mediante simulaciones por ordenador y mediciones de naves espaciales, en el proyecto se recopilará una base de datos de parámetros físicos corregidos para los modelos globales de cinturones de radiación. Además de mejorar la predicción del tiempo espacial para eventos peligrosos, se fomentará la formación interdisciplinaria en instrumentación y física computacional. En última instancia, esta investigación tiene como objetivo proteger las infraestructuras críticas, al tiempo que prepara a la próxima generación de líderes científicos.

Objetivo

Understanding and forecasting the behavior of high-energy electrons in Earth’s radiation belts is essential for protecting satellites and other space-based infrastructure during geomagnetic storms. These electrons can penetrate spacecraft shielding, damage onboard electronics, and shorten mission lifetimes. Yet their dynamics remain difficult to predict.
Current models treat magnetospheric plasma waves as incoherent, leading to a simplified picture of electrons undergoing slow, diffusive energy transport. However, modern spacecraft observations reveal that intense plasma waves, particularly whistler-mode chorus, often exhibit coherent, narrowband waveforms that enable rapid and nonlinear acceleration of trapped electrons. This process may dominate during storm conditions but is not captured in existing models.
My ARBEN project addresses this critical gap by systematically incorporating nonlinear wave–particle interactions into radiation belt models. I will use test-particle simulations to derive corrections to standard diffusion coefficients in realistic wave fields, building on recent theoretical advances and high-resolution waveform measurements from spacecraft. These coefficients will be compiled into a database linked to observable wave parameters and implemented in leading global radiation belt models (DREAM, VERB) to assess their impact during geomagnetic storms and superstorms.
The outcome will be a physics-based correction framework that enhances space weather forecasting capabilities during the most hazardous events. The fellowship will also support interdisciplinary training at the University of Michigan, including collaborations on spacecraft instrumentation, computational electromagnetism, and fluid dynamics. I will gain experience in mentoring, teaching, and leadership, preparing for a future independent research career.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

HORIZON-TMA-MSCA-PF-GF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - Global Fellowships

Ver todos los proyectos financiados en el marco de este régimen de financiación

Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) HORIZON-MSCA-2025-PF

Ver todos los proyectos financiados en el marco de esta convocatoria

Coordinador

GFZ HELMHOLTZ-ZENTRUM FUR GEOFORSCHUNG
Aportación neta de la UEn
€ 401 232,00
Coste total
Sin datos

Socios (2)