Die Korrektur mehrerer 50 Jahre alter mathematischer Fehler wird den Schutz der Raumfahrttechnologien stärken.
Greg Cunningham, ein Weltraumwissenschaftler vom Nationalen Laboratorium von Los Alamos, hat Fehler in den mathematischen Berechnungen entdeckt, die seit Jahrzehnten verwendet werden, um die Streuung elektromagnetischer Wellen und ihre Auswirkungen auf durch die magnetischen Felder der Erde eingefangene Elektronen zu verstehen. Dieser Fortschritt verspricht, den Schutz der Raumfahrttechnologien gegen schädliche Auswirkungen der Strahlungsgürtel, ob natürlich oder künstlich (durch die Explosion einer nuklearen Ladung) zu verbessern.
Die Van Allen-Gürtel um die Erde sind ein entscheidender Forschungsbereich, um die Auswirkungen von Strahlung auf die Raumfahrttechnologie zu verstehen. Diese natürlichen Gürtel, rund um den Planeten in Gelb dargestellt, sind vergleichbar mit künstlichen Gürteln, die durch nukleare Explosionen in großer Höhe entstehen könnten. Die Darstellung in Rot im Bild zeigt einen künstlichen Gürtel hoher Intensität, während die Begriffe LEO/MEO/GEO unterschiedliche Arten von Erdumlaufbahnen bezeichnen.
Kredit: Los Alamos National Laboratory. Diese Strahlungsgürtel, bekannt als Van Allen-Gürtel, umgeben die Erde und sind entscheidend, um zu verstehen, wie eingefangene Elektronen die Raumfahrtgeräte beschädigen können. Cunningham betont die Wichtigkeit dieser Modelle, um potenzielle Bedrohungen für die Raumfahrttechnologie vorherzusagen und effektive Strategien zur Minderung der Strahlungsgürtel zu entwickeln.
Der Wissenschaftler interessierte sich für die Fehler innerhalb der quasilinearen Theorie, einem grundlegenden Ansatz zur Untersuchung von Plasmaturbulenzen und der Streuung von Partikeln. Durch die Überprüfung früherer Arbeiten, die auf dieser Theorie basierten, identifizierte er signifikante Ungenauigkeiten, die die Ergebnisse der Simulationsmodelle beeinflussen. Diese Fehler, die aufgrund des Ansehens der ursprünglichen Autoren unbemerkt blieben, könnten zu erheblichen Unterschieden in den berechneten Streuraten führen.
Die Korrektur dieser Fehler ermöglicht es Forschern, die in den letzten Jahrzehnten veröffentlichten Studien zu überprüfen und ihr Verständnis der Weltraumphänomene zu verfeinern. Diese Entdeckung wurde im
Journal of Geophysical Research: Space Physics veröffentlicht und markiert einen wichtigen Meilenstein für die Gemeinschaft der Heliphysik bei der Verbesserung der Modellierung der erdnahen Weltraumumgebungen.
Der Schutz der Weltraumgüter vor kosmischer Strahlung und Partikeln des Sonnenwindes ist entscheidend für die Nachhaltigkeit der Erforschung und Nutzung des Weltraums. Cunninghams Arbeit leistet einen signifikanten Beitrag zu dieser Mission, indem sie eine solidere Grundlage für die Vorhersage und Minderung der mit Strahlung verbundenen Risiken im Weltraum bietet.
Quelle: Journal of Geophysical Research: Space Physics