Die Strahlungsgürtel der Erde bestehen aus hochenergetischen Elektronen, die für Erdumlaufsatelliten und Astronauten im Weltraum gefährlich sein können. Die Ströme dieser energiereichen Elektronen im äußeren Strahlungsgürtel sind sehr dynamisch. Das Verständnis der physikalischen Prozesse, die die Dynamik energiereicher Elektronen in den Strahlungsgürteln steuern, ist wichtig für den Schutz von Satelliten und Astronauten im Weltraum. Wellen-Teilchen-Wechselwirkungen zwischen Choruswellen und Strahlungsgürtelelektronen spielen vermutlich eine entscheidende Rolle für die Beschleunigung und den Verlust dieser Teilchen.

In diesem Projekt werden unter Verwendung modernster Messungen von mehreren Satelliten umfassende Choruswellenmodelle entwickelt. Anschließend werden Diffusionskoeffizienten berechnet, um die wichtigen Wellen-Teilchen-Wechselwirkungsprozesse und ihre Folgen zu quantifizieren. Mithilfe unseres hochentwickelten dynamischen Strahlungsgürtelmodells werden die grundlegende Beschleunigung und der Verlust energiereicher Elektronen durch Choruswellen in den Strahlungsgürteln der Erde quantifiziert. Wir werden Simulationsergebnisse anhand von Satellitenmessungen validieren, um den Wettbewerb zwischen Beschleunigung und Verlust durch Choruswellen zu verstehen.

All diese Verbesserungen werden von entscheidender Bedeutung sein, um die übergeordnete wissenschaftliche Frage zu beantworten: Warum reagieren die Strahlungsgürtel der Erde unterschiedlich auf geomagnetische Stürme mit annähernd gleicher Intensität und was bestimmt den Ausgang des Wettbewerbs zwischen den durch Chorwellen verursachten Beschleunigungs- und Verlustprozessen? Verbesserungen unseres Strahlungsgürteldynamikmodells werden genauere Vorhersagen der Strahlungsgürtel der Erde ermöglichen.