Modeling the Low Earth Orbit Particle Background of GRB Alpha using Space Weather Data

Bc. Marianna Dafčíková

Bachelor's thesis

Abstract:

Představujeme studii vlivů kosmického počasí v prostředí nízké oběžné dráhy Země (LEO), pozorovaného CubeSatem GRBAlpha. Zkoumáme dvě zesílení radiačního pásu (RBE), jednu událost slunečních energetických částic (SEP) a jednu geomagnetickou bouři (GST). Hlavní pozorované příspěvky jsou vyšší tok částic ve vnějším radiačním pásu od RBE, zvýšená populace vysokoenergetických částic v oblastech polárních kapes od SEP a dlouhotrvající proniknutí částic z vnitřního radiačního pásu do nižších nadmořských výšek od GST. Zjistili jsme, že NASA/NOAA definice událostí vesmírného počasí nejsou dostatečné pro prostředí LEO a budou muset být upraveny pro budoucí analýzu prostředí LEO. Na závěr diskutujeme ztrátu VHF rádia vysoce pravděpodobně způsobenou událostí SEP 28. října 2021.

Abstract:

We present a study of the space weather effects in low Earth orbit (LEO) environment as experienced by the GRBAlpha CubeSat. Two radiation belt enhancements (RBEs), one solar energetic particle (SEP) event and one geomagnetic storm (GST) are investigated. The main observed contributions are the increase in particle flux within the outer radiation belt by RBEs, enhanced high-energy particle population in polar cusp regions by SEPs, and long-lasting precipitation of inner belt particles to lower altitudes by GSTs. We have found that NASA/NOAA definitions of space weather events are not sufficient for the LEO environment and will have to be modified for future analysis of the LEO background. Finally, we discuss a highly probable VHF radio loss caused by the SEP event on October 28, 2021.

Keywords

GRBAlpha, kosmické počasí, částicové pozadí nízké oběžné dráhy, zesílení radiačního pásu, geomagnetická bouře, událost slunečních energetických částic, space weather, low Earth orbit particle environment, radiation belt enhancement, geomagnetic storm, solar energetic particle event

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 5. 2022

Thesis defence

• Date of defence: 1. 7. 2022
• Supervisor: Jean-Paul Bernhard Riffald Souza Breuer
• Reader: Mgr. Lenka Zychová, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Physics / Astrophysics