Developments and results in the context of the JEM-EUSO program obtained with the ESAF simulation and analysis framework

Abe, S.; Adams, J. H. Jr.; Allard, D.; Alldredge, P.; Anchordoqui, L.; Anzalone, A.; Arnone, E.; Baret, B.; Barghini, D.; Battisti, M.; Bayer, J.; Bellotti, R.; Belov, A. A.; Bertaina, M.; Bertone, P. F.; Bianciotto, M.; Biermann, P. L.; Bisconti, F.; Blaksley, C.; Blin-Bondil, S.; Bobik, P.; Bolmgren, K.; Briz, S.; Burton, J.; Cafagna, F.; Cambié, G.; Campana, D.; Capel, F.; Caruso, R.; Casolino, M.; Cassardo, C.; Castellina, A.; Černý, K.; Christl, M. J.; Colalillo, R.; Conti, L.; Cotto, G.; Crawford, H. J.; Cremonini, R.; Creusot, A.; Cummings, A.; de Castro Gónzalez, A.; de la Taille, C.; del Peral, L.; Diesing, R.; Dinaucourt, P.; Di Nola, A.; Ebersoldt, A.; Ebisuzaki, T.; Eser, J.; Fenu, F.; Ferrarese, S.; Filippatos, G.; Finch, W. W.; Flaminio, F.; Fornaro, C.; Fuehne, D.; Fuglesang, C.; Fukushima, M.; Gardiol, D.; Garipov, G. K.; Golzio, A.; Gorodetzky, P.; Guarino, F.; Guépin, C.; Guzmán, A.; Haungs, A.; Heibges, T.; Hernández-Carretero, J.; Isgrò, F.; Judd, E. G.; Kajino, F.; Kaneko, I.; Kawasaki, Y.; Kleifges, M.; Klimov, P. A.; Kreykenbohm, I.; Krizmanic, J. F.; Kungel, V.; Kuznetsov, E.; López Martínez, F.; Mackovjak, S.; Mandát, D.; Manfrin, M.; Marcelli, A.; Marcelli, L.; Marszał, W.; Matthews, J. N.; Menshikov, A.; Mernik, T.; Mese, M.; Meyer, S. S.; Mimouni, J.; Miyamoto, H.; Mizumoto, Y.; Monaco, A.; Morales de los Ríos, J. A.; Nagataki, S.; Nachtman, J. M.; Naumov, D.; Neronov, A.; Nonaka, T.; Ogawa, T.; Ogio, S.; Ohmori, H.; Olinto, A. V.; Onel, Y.; Osteria, G.; Pagliaro, A.; Panico, B.; Parizot, E.; Park, I. H.; Pastircak, B.; Paul, T.; Pech, M.; Perfetto, F.; Picozza, P.; Piotrowski, L. W.; Plebaniak, Z.; Posligua, J.; Prevete, R.; Prévôt, G.; Prieto, H.; Przybylak, M.; Putis, M.; Reali, E.; Reardon, P.; Reno, M. H.; Ricci, M.; Rodríguez Frías, M.; Romoli, G.; Sáez Cano, G.; Sagawa, H.; Sakaki, N.; Santangelo, A.; Saprykin, O. A.; Sarazin, F.; Sato, M.; Schieler, H.; Schovánek, P.; Scotti, V.; Selmane, S.; Sharakin, S. A.; Shinozaki, K.; Soriano, J. F.; Szabelski, J.; Tajima, N.; Tajima, T.; Takahashi, Y.; Takeda, M.; Takizawa, Y.; Tenzer, C.; Thomas, S. B.; Tkachev, L. G.; Tomida, T.; Toscano, S.; Traïche, M.; Trofimov, D.; Tsuno, K.; Vallania, P.; Valore, L.; Venters, T. M.; Vigorito, C.; von Ballmoos, P.; Vrabel, M.; Wada, S.; Watts, J. Jr.; Weindl, A.; Wiencke, L.; Wilms, J.; Winn, D.; Wistrand, H.; Yashin, I. V.; Young, R.; Zotov, M. Y.

doi:10.1140/epjc/s10052-023-12090-w

JEM-EUSO is an international program for the development of space-based Ultra-High Energy Cosmic Ray observatories. The program consists of a series of missions which are either under development or in the data analysis phase. All instruments are based on a wide-field-of-view telescope, which operates in the near-UV range, designed to detect the fluorescence light emitted by extensive air showers in the atmosphere. We describe the simulation software ESAF in the framework of the JEM-EUSO program and explain the physical assumptions used. We present here the implementation of the JEM-EUSO, POEMMA, K-EUSO, TUS, Mini-EUSO, EUSO-SPB1 and EUSO-TA configurations in ESAF. For the first time ESAF simulation outputs are compared with experimental data. © 2023, The Author(s).