De enorme eksplosioner, der ramte Starship megaraketten t ødelagt af SpaceX sidste år efterlod også et af de største 'huller' nogensinde opdaget i ionosfæren, et tyndt lag luft i den øvre atmosfære. Et forskningsresultat viste, at hullet strakte sig i tusindvis af kilometer og varede i næsten en time 1.

Yury Yasyukevich, medforfatter af undersøgelsen og en atmosfærisk fysiker ved Institute of Solar-Terrestrial Physics i Irkutsk, Rusland, siger, at omfanget af forstyrrelsen overraskede hans hold: "Det betyder, at vi ikke forstår processer i atmosfæren." Han tilføjer, at sådanne fænomener har fremtidige konsekvenser autonome køretøjer kan have, der kræver præcis satellitnavigation. Resultaterne blev offentliggjort den 26. augustGeofysiske forskningsbreveoffentliggjort.

Rekordraket

Den 18. november sidste år opsendte SpaceX sin Starship-raket - den største og kraftigste raket, der nogensinde er bygget - fra et opsendelsessted i Boca Chica, Texas. Starships første etape er designet til at vende sikkert tilbage til overfladen og genbruges, men det eksploderede kort efter at have adskilt sig fra det øverste etape, omkring 90 kilometer (55 miles) over Den Mexicanske Golf. Minutter senere udløste selvdestruktionsmekanismen på den øverste etape en anden eksplosion i en højde af omkring 150 kilometer.

Yasyukevich og hans samarbejdspartnere var nysgerrige efter, hvordan sådanne massive eksplosioner kunne påvirke ionosfæren, et lag af atmosfæren, der strækker sig fra omkring 50 til 1.000 kilometer over havets overflade, hvor stråling fra solen kan fjerne nogle luftmolekyler af deres elektroner. Resultatet er, at en lille procentdel af ionosfærens masse består af elektroner og positivt ladede ioner, mens resten af ​​luftmolekylerne forbliver neutrale. Det nøjagtige forhold mellem ioniserede og neutrale molekyler varierer afhængigt af faktorer som højde og bredde.

Dette forhold påvirker den hastighed, hvormed radiobølger udsendt af globale navigationssatellitter forplanter sig i ionosfæren. Ændringer i forholdet har forskellige virkninger på forskellige radiofrekvenser. Dette giver forskerne mulighed for at måle ioniseringshastigheden i realtid ved at sammenligne hastighederne af radiobølger ved to forskellige frekvenser, forklarer Yasyukevitj.

Disse data er blevet brugt i årtier til at vise, hvordan begivenheder kan lide jordskælv at underjordiske atomvåbenforsøg påvirker ionosfæren. Disse naturlige og menneskeskabte forstyrrelser kan midlertidigt neutralisere virkningerne af solstråling ved at rekombinere elektroner og ioner til neutrale molekyler.

Neutralisering af luften

Holdet undersøgte offentligt tilgængelige data fra mere end 2.500 jordstationer i Nordamerika og Caribien, der modtager satellitnavigationssignaler. De fandt ud af, at Starship-eksplosionerne producerede chokbølger, der rejste hurtigere end lydens hastighed, og gjorde ionosfæren til en neutral atmosfære - et "hul" - i næsten en time på tværs af en region fra Yucatán-halvøen i Mexico til det sydøstlige USA. Raketudstødning kan udløse kemiske reaktioner, der skaber midlertidige huller i ionosfæren selv i fravær af en eksplosion, men i dette tilfælde havde selve chokbølgerne langt den største effekt, forklarer Yasyukevitj.

"Jeg var imponeret over dette casestudie," siger Kosuke Heki, en geofysiker ved Hokkaido University i Sapporo, Japan, der fungerede som åben anmelder for papiret. Han mener dog, at de kemiske effekter af den store brand var den primære årsag til hullet.

Hullet var ikke helt så stort som det der igennem Vulkanudbrud i Tonga i begyndelsen af ​​2022 forårsaget, siger Heki, men det oversteg den, der var forårsaget af historisk meteoritnedslag nær Chelyabinsk, Rusland, blev forårsaget i 2013 - den største i et århundrede.

Ionosfæriske forstyrrelser kan påvirke ikke kun satellitnavigation, men også kommunikation Radio astronomi påvirke. Efterhånden som lanceringsfrekvenserne stiger, kan disse effekter blive mere af et problem.