地球軌道上の放射線危険地域：南大西洋異常帯
https://images.nasa.gov/details-PIA14441
さて、前の記事では地球圏の高度における放射線量をまとめています。
これらのデータは、主に電子部品の劣化させていく、トータルドーズ効果Total Ionizing Dose Effect:：TID)の原因になります。
現在、低軌道では比較的低いのでTIDの影響を無視する考えもあります。
低軌道の場合、人工衛星が推進機構などの軌道制御機構を持っていなければ、地球の重力に従い、地表面に近づき、大気によって燃焼してしまうほど衛星寿命が長くないのです。
しかし、低軌道衛星が宇宙放射線対策をしなくてもよい理由にはなりません。
地球の軌道上には南大西洋異常帯（South Atlantic Anomaly, SAA）、南大西洋異常域とも、ブラジル異常帯とも呼ばれる地域があるからです。
ここは、非常に多くの宇宙放射線の線量が検出される地域でもあります。
困ったことに、ほとんどの高度で発生してしまい、多くの人工衛星が被害に合います。そのため、人工衛星ではこの地域を通過する場合、放射線対策が必要になるといわれています。
なぜ、この地域が異常帯とされているのか、その理由の一つに地軸（S極側）に近いという説があります。
他にも理由はあるかもしれませんが、今までの現象上いわれています。
この地域で放射線により電子部品（半導体）に発生してしまう現象は、シングルイベント効果と呼ばれ、回路上のデータ反転（デジタル信号の0、1の反転）：(シングルイベント)アップセット(SEU:Single Event Upset)や、過度な電圧変化による異常事象：(シングルイベント)ラッチアップ(SEL:Single Event Latch up)を発生させます。
シングルイベント効果は、陽子線（プロトン）や電子線、重イオン/He粒子の中で高いエネルギーによって引き起こされることが知られています。
また、このような高エネルギーを持つ放射線が酸素ぶつかることでオゾンを発生させています。
これらの事実から、SEUの回数、プロトンやオゾンの観測によって、シングルイベントの発生しやすい地域のデータが現在そろってきています。
実際、データベースやいくつかの情報から環境モデル（予測モデル）が構築されています。
今回は比較的、ネット上で収集しやすいこれらの情報をまとめてみました。
- 地球軌道上の放射線危険地域：南大西洋異常帯
- 高度400kmの観測情報
- 高度354～865kmの観測情報
- 高度400kmの予測情報
- 高度500kmの予測情報
- 高度520～670kmの予測情報
- 高度561～681kmの予測情報（2009年）
- 高度650～750kmのプロトン領域情報
- 高度690kmのSEU実測情報(1988～1992年)
- 高度690kmのSEU実測情報(1987～1995年)
- 高度705kmのSEU実測情報(1987～1995年)
- 高度1250～1350kmのプロトン領域情報
- 高度1750～1850kmのプロトン領域情報
- 高度1500～1999kmのプロトン領域情報
- 高度2450～2550kmのプロトン領域情報
- 高度2450～2550kmのプロトン領域情報
- 高度2450～2550kmのプロトン領域情報
- 補足
- 参考資料
高度400kmの観測情報
国際宇宙ステーション（ISS）のプロトンの観測情報
https://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/rosat/gallery/misc_saad.html
高度354～865kmの観測情報
1984年に打上げられた日本の科学衛星あおぞらの1984年から1988年のプロトン観測情報
宇宙環境についての調査
高度400kmの予測情報
SPENVISを利用したISSのある1日のプロトンの予測情報
Standard Radiation Environment Monitor- Simulation and Inner Belt Flux Anisotropy Investigation; Martin Siegl
高度500kmの予測情報
Space Weather impacts on satellites at different orbits
高度520～670kmの予測情報
1992年に打上げられた米国NASAの人工衛星SAMPEXの1992年6月から2004年6月のSEU情報
Single-Event and Total Dose Testing for Advanced Electronics; Jonathan Pellish
高度561～681kmの予測情報（2009年）
AP-8 MIN modelを利用した2001年に打上げられたESAの人工衛星であるPROBA（Project for On-Board Autonomy）2009年3月31日のプロトンの予測情報
Standard Radiation Environment Monitor- Simulation and Inner Belt Flux Anisotropy Investigation; Martin Siegl
高度650～750kmのプロトン領域情報
APEX観測衛星にて観測されたプロトン領域
SINGLE EVENT EFFECTS ON COMMERCIAL SRAMS AND POWER MOSFETS:FINAL RESULTS OF THE CRUX FLIGHT EXPERIMENT ON APEX
高度690kmのSEU実測情報(1988～1992年)
1984年に打上げられた英国サリー大学の1988年9月から1992年5月の9000回のSEU情報
Space Weather Effects on Communications Satellites; H.C.Koons, J.F.Fennell
SPCE ENVIRONMENT ANALYSIS: EXPERIENCE ANS TRENDS (UoSAT-2[UO-11])
高度690kmのSEU実測情報(1987～1995年)
1987年に打上げられた日本のNASDAの海洋観測衛星もも1号(MOS-1)のSEU情報と陽子量強度比較
人工衛星太陽電池用ガラス材料の電荷蓄積特性に関する研究 : 直流課電及び電子線照射における電荷蓄積過程の実験的考察; 三宅弘晃
高度705kmのSEU実測情報(1987～1995年)
SPACE AND ATMOSPHERIC ENVIRONMENTS: FROM LOW EARTH ORBITS TO DEEP SPACE
高度1250～1350kmのプロトン領域情報
APEX観測衛星にて観測されたプロトン領域
SINGLE EVENT EFFECTS ON COMMERCIAL SRAMS AND POWER MOSFETS:FINAL RESULTS OF THE CRUX FLIGHT EXPERIMENT ON APEX
高度1750～1850kmのプロトン領域情報
APEX観測衛星にて観測されたプロトン領域
Single-Event and Total Dose Testing for Advanced Electronics; Jonathan Pellish
高度1500～1999kmのプロトン領域情報
APEX観測衛星にて観測されたプロトン領域
SINGLE EVENT EFFECTS ON COMMERCIAL SRAMS AND POWER MOSFETS:FINAL RESULTS OF THE CRUX FLIGHT EXPERIMENT ON APEX
高度2450～2550kmのプロトン領域情報
APEX観測衛星にて観測されたプロトン領域
SINGLE EVENT EFFECTS ON COMMERCIAL SRAMS AND POWER MOSFETS:FINAL RESULTS OF THE CRUX FLIGHT EXPERIMENT ON APEX
高度2450～2550kmのプロトン領域情報
APEX観測衛星にて観測されたプロトン領域
SINGLE EVENT EFFECTS ON COMMERCIAL SRAMS AND POWER MOSFETS:FINAL RESULTS OF THE CRUX FLIGHT EXPERIMENT ON APEX
高度2450～2550kmのプロトン領域情報
APEX観測衛星にて観測されたプロトン領域
SINGLE EVENT EFFECTS ON COMMERCIAL SRAMS AND POWER MOSFETS:FINAL RESULTS OF THE CRUX FLIGHT EXPERIMENT ON APEX
補足
AP-8のモデル
AP-8のモデルは、地球軌道上の陽子線のモデルのことで、0.1～400MeVまでのエネルギーをカバーしている。
1976年にVettleにより提唱され、いくつかの人工衛星の測定日に基いています。
さらにAP-8 MINとAP-8 MAXが存在し、MINとMAXは、それぞれ太陽との距離を示してる。
Space Environment Information System (SPENVIS)
ESAが開発した、宇宙環境のモデル情報を含んでいる宇宙環境情報システム
参考資料
South Atlantic Anomaly
https://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/rosat/gallery/misc_saad.html
Space Environmental Effects
Standard Radiation Environment Monitor- Simulation and Inner Belt Flux Anisotropy Investigation
http://ltu.diva-portal.org/smash/record.jsf?pid=diva2%3A1021593&dswid=2562
Space Weather Effects on Communications Satellites
https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=7909358
宇宙放射線環境における衛星開発～情報通信社会における衛星事故と宇宙環境計測の取り組み～
http://www.comm.tcu.ac.jp/kiyou/no7/1-09.pdf
Single-Event and Total Dose Testing for Advanced Electronics
https://nepp.nasa.gov/files/25176/NSREC2012_Pellish_SC.pdf
SINGLE EVENT EFFECTS ON COMMERCIAL SRAMS AND POWER MOSFETS:FINAL RESULTS OF THE CRUX FLIGHT EXPERIMENT ON APEX
https://radhome.gsfc.nasa.gov/radhome/papers/crux_98.pdf
Analysis of LEO Radiation Environment and its Effects on Spacecraft's Critical Electronic Devices Spacecraft's Critical Electronic Devices
https://commons.erau.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1101&context=edt
Space Weather impacts on satellites at different orbits
https://ccmc.gsfc.nasa.gov/RoR_WWW/SWREDI/2014/SWimpacts_YZheng_060914.pdf
SPACE AND ATMOSPHERIC ENVIRONMENTS: FROM LOW EARTH ORBITS TO DEEP SPACE
http://adsabs.harvard.edu/full/2003ESASP.540...17B
宇宙環境についての調査
http://lss.mes.titech.ac.jp/~matunaga/SpaceEnvironment.pdf
SPACE ENVIRONMENT ANALYSIS: EXPERIENCE ANS TRENDS
https://www.researchgate.net/publication/234447132_Space_Environment_Analysis_Experience_and_Trends
Total Ionizing Dose
http://holbert.faculty.asu.edu/eee560/tiondose.html
Welcome to the NASA/GSFC Radiation Effects & Analysis Home Page!
https://radhome.gsfc.nasa.gov/top.htm
GSFC Radiation Data Base
https://radhome.gsfc.nasa.gov/radhome/RadDataBase/RadDataBase.html
