Modeling the cosmic-ray proton flux on low Earth orbit space telescopes: study of the accuracy with respect to in-flight measurements

L'avvento dell'era spaziale ha consentito alla civiltà umana di fare notevoli passi avanti nello studio dei fenomeni celesti. I grandi telescopi di terra sono oggi affiancati da sofisticati telescopi spaziali in grado di operare oltre l'atmosfera terrestre in un ambiente estremo e fortemente proibitivo costantemente spazzato dagli intensi venti provenienti dal Sole e pervaso da flussi di particelle, i raggi cosmici, che si estendono per oltre 20 ordini di grandezza in energia. Quando i raggi cosmici interagiscono con il campo magnetico terrestre, con l'atmosfera o con i venti solari, danno luogo a complessi fenomeni che, da un lato, rappresentano un banco di prova prezioso per l'astrofisica delle particelle, dall'altro costituiscono una fonte di disturbo per le missioni di osservazione X e gamma poiché interagendo con la strumentazione di bordo incrementano il cosiddetto rumore di fondo strumentale. Appare allora evidente quanto una conoscenza il più possibile dettagliata di come stimare (e prevedere) tale rumore di fondo sia sempre più necessaria per la buona riuscita di una missione spaziale. In questo lavoro di tesi mi sono focalizzato sullo studio del modello che rappresenta l'attuale stato dell'arte nella modellizzazione del flusso di protoni di raggi cosmici in orbita bassa; dopo una presentazione preliminare di tale modello, l'ho messo all'opera confrontandone le previsioni con i dati ottenuti da alcuni esperimenti notevoli con l'obiettivo di valutare la precisione del modello rispetto alle misure. Quanto ottenuto è stato infine rielaborato allo scopo di effettuare una stima del flusso di protoni primari a cui sarà sottoposta una missione operante in orbita bassa nell’immediato futuro, la missione XRISM, il cui lancio è previsto per gennaio 2022, considerando come finestra temporale il periodo nominale di lancio e come latitudine geomagnetica la regione equatoriale.