Flight data analysis of the BERM radiation monitor aboard the BepiColombo mission

Resumo

Bepicolombo é uma missão conjunta entre a European Space Agency (ESA), e a Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) para explorar Mercúrio. É composta por duas naves, a Mercury Planetary Orbiter (MPO) da ESA e a Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) da JAXA. A missão foi lançada em 2018 e está previsto entrar em orbita de Mercúrio em Dezembro de 2025.

O BepiColombo Environment Radiation Monitor (BERM) é o monitor de radiação abordo da Bepicolombo, e tem como objetivo monitorizar a radiação ambiente. O BERM foi desenvolvido pela ESA em cooperação com a empresa Portuguesa EFACEC. Tem a capacidade de detetar elevados fluxos de eletrões com energias desde 100 KeV até 10 MeV, protões desde 1 MeV até 200 MeV e iões pesados desde 1 até 50 MeV/mg/cm2. É composto por um conjunto de 11 detetores de silício, intercalados por tântalo e alumínio. A partir da energia depositada no silício e do padrão de deposição de energia, o BERM separa as partículas em 18 canais: 5 de eletrões, 8 de protões e 5 de iões pesados.

O monitor providencia as contagens em cada canal, integradas em intervalos de 30 segundos. Neste trabalho os thresholds do BERM e o cross-talk entre detetores foram analisados com o objetivo de melhorar a caracterização dos canais. Para tal, foram realizados vários testes com uma réplica do BERM e fontes radioativas de 137-Cs e 90-Sr. Os dados da calibração de 2014, com protões, foram reanalisados. Foi criado e implementado um novo modelo do cross-talk nas funções de resposta do BERM.

Os resultados foram convoluídos com diferentes modelos de radiação durante o flyby da Terra e comparados com o instrumento Solar Intensity X-Ray and Particle Spectrometer (SIXS), abordo da mesma missão, para validação. O modelo foi bem sucedido em reproduzir os canais de baixas energias de eletrões. A reconstrução dos fluxos em Solar Energetic Particles (SEP) com a bow-tie foi também validada com dados do SIXS.