The valtavia räjähdyksiä, jotka osuivat Starship-megarakettiin SpaceX tuhosi viime vuonna myös yhden ionosfäärissä koskaan löydetyistä "rei'istä", ohuen ilmakerroksen yläilmakehään. Tutkimustulos osoitti, että reikä ulottui tuhansia kilometrejä ja kesti lähes tunnin 1.

Juri Jasjukevich, tutkimuksen toinen kirjoittaja ja ilmakehän fyysikko Irkutskin aurinko-maafysiikan instituutista, sanoo häiriön suuruus yllätti hänen tiiminsä: "Se tarkoittaa, että emme ymmärrä ilmakehän prosesseja." Hän lisää, että tällaisilla ilmiöillä on tulevaisuuden vaikutuksia autonomiset ajoneuvot voivat vaatia tarkkaa satelliittinavigointia. Tulokset julkistettiin 26. elokuutaGeofysiikan tutkimuskirjeetjulkaistu.

Ennätys raketti

Viime vuoden marraskuun 18. päivänä SpaceX laukaisi Starship-rakettinsa - suurimman ja tehokkaimman koskaan rakennetun raketin - laukaisupaikalta Boca Chicassa, Texasissa. Starshipin ensimmäinen vaihe on suunniteltu palaamaan turvallisesti pintaan ja käytettäväksi uudelleen, mutta se räjähti pian erottuaan ylemmästä vaiheesta, noin 90 kilometriä (55 mailia) Meksikonlahden yli. Minuuttia myöhemmin ylemmän vaiheen itsetuhomekanismi laukaisi toisen räjähdyksen noin 150 kilometrin korkeudessa.

Yasyukevitš ja hänen työtoverinsa olivat uteliaita siitä, kuinka tällaiset massiiviset räjähdykset voisivat vaikuttaa ionosfääriin, ilmakehän kerrokseen, joka ulottuu noin 50–1000 kilometriä merenpinnan yläpuolella, jossa auringon säteily voi riisua joistakin ilmamolekyyleistä niiden elektroneja. Tuloksena on, että pieni prosenttiosuus ionosfäärin massasta koostuu elektroneista ja positiivisesti varautuneista ioneista, kun taas muut ilmamolekyylit pysyvät neutraaleina. Ionisoituneiden ja neutraalien molekyylien tarkka suhde vaihtelee riippuen tekijöistä, kuten korkeudesta ja leveysasteesta.

Tämä suhde vaikuttaa nopeuteen, jolla maailmanlaajuisten navigointisatelliittien lähettämät radioaallot etenevät ionosfäärissä. Suhteen muutoksilla on erilaisia ​​vaikutuksia eri radiotaajuuksiin. Tämän ansiosta tutkijat voivat mitata ionisaationopeutta reaaliajassa vertaamalla radioaaltojen nopeuksia kahdella eri taajuudella, Yasyukevich selittää.

Näitä tietoja on käytetty vuosikymmeniä osoittamaan, miten tapahtumat pitävät maanjäristys maanalaiset ydinasekokeet vaikuttavat ionosfääriin. Nämä luonnolliset ja ihmisen aiheuttamat häiriöt voivat väliaikaisesti neutraloida auringon säteilyn vaikutukset yhdistämällä elektronit ja ionit uudelleen neutraaleiksi molekyyleiksi.

Ilman neutralointi

Ryhmä tutki julkisesti saatavilla olevia tietoja yli 2 500 maa-asemalta Pohjois-Amerikassa ja Karibialla, jotka vastaanottavat satelliittinavigointisignaaleja. He havaitsivat, että Starship-räjähdykset tuottivat iskuaaltoja, jotka kulkivat äänen nopeutta nopeammin ja muuttivat ionosfäärin neutraaliksi ilmakehän - "rei'iksi" - lähes tunniksi alueella Meksikon Yucatánin niemimaalta Yhdysvaltojen kaakkoisosaan. Rakettien pakokaasu voi laukaista kemiallisia reaktioita, jotka luovat tilapäisiä reikiä ionosfääriin myös ilman räjähdystä, mutta tässä tapauksessa itse shokkiaalloilla oli paljon suurempi vaikutus, Yasyukevitš selittää.

"Tämä tapaustutkimus teki minuun vaikutuksen", sanoo Kosuke Heki, geofyysikko Hokkaidon yliopistosta Sapporossa, Japanissa, joka toimi lehden avoimena arvioijana. Hän kuitenkin uskoo, että suuren tulipalon kemialliset vaikutukset olivat reiän ensisijainen syy.

Reikä ei ollut niin suuri kuin sen läpi menevä reikä Tulivuorenpurkaus Tongassa vuoden 2022 alussa aiheuttanut, sanoo Heki, mutta se ylitti sen aiheuttaman historiallinen meteoriitin törmäys lähellä Tšeljabinskia, Venäjä, aiheutettiin vuonna 2013 – suurin vuosisataan.

Ionosfäärin häiriöt voivat vaikuttaa satelliittinavigoinnin lisäksi myös viestintään Radioastronomia vaikuttaa. Laukaisutiheyden kasvaessa näistä vaikutuksista voi tulla enemmän ongelmia.