Ο τεράστιες εκρήξεις που έπληξαν τον μέγα πύραυλο Starship T που καταστράφηκε από το SpaceX πέρυσι άφησε επίσης μια από τις μεγαλύτερες «τρύπες» που ανακαλύφθηκαν ποτέ στην ιονόσφαιρα, ένα λεπτό στρώμα αέρα στην ανώτερη ατμόσφαιρα. Ένα ερευνητικό αποτέλεσμα έδειξε ότι η τρύπα εκτεινόταν για χιλιάδες χιλιόμετρα και διήρκεσε σχεδόν μια ώρα 1.

Ο Yury Yasyukevich, συν-συγγραφέας της μελέτης και φυσικός της ατμόσφαιρας στο Ινστιτούτο Ηλιακής-Εδάφους Φυσικής στο Ιρκούτσκ της Ρωσίας, λέει ότι το μέγεθος της διαταραχής εξέπληξε την ομάδα του: «Σημαίνει ότι δεν καταλαβαίνουμε τις διεργασίες στην ατμόσφαιρα». Προσθέτει ότι τέτοια φαινόμενα έχουν μελλοντικές επιπτώσεις αυτόνομα οχήματα μπορεί να απαιτούν ακριβή δορυφορική πλοήγηση. Τα αποτελέσματα ανακοινώθηκαν στις 26 ΑυγούστουΕπιστολές Γεωφυσικής Έρευναςδημοσιευμένο.

Ρεκόρ πύραυλος

Στις 18 Νοεμβρίου του περασμένου έτους, η SpaceX εκτόξευσε τον πύραυλο Starship - τον μεγαλύτερο και πιο ισχυρό πύραυλο που κατασκευάστηκε ποτέ - από μια τοποθεσία εκτόξευσης στη Μπόκα Τσίκα του Τέξας. Το πρώτο στάδιο του Starship έχει σχεδιαστεί για να επιστρέφει με ασφάλεια στην επιφάνεια και να επαναχρησιμοποιηθεί, αλλά εξερράγη λίγο μετά το χωρισμό του από το ανώτερο στάδιο, περίπου 90 χιλιόμετρα (55 μίλια) πάνω από τον Κόλπο του Μεξικού. Λίγα λεπτά αργότερα, ο μηχανισμός αυτοκαταστροφής στην πάνω σκηνή προκάλεσε μια δεύτερη έκρηξη σε υψόμετρο περίπου 150 χιλιομέτρων.

Ο Yasyukevich και οι συνεργάτες του ήταν περίεργοι για το πώς τέτοιες τεράστιες εκρήξεις θα μπορούσαν να επηρεάσουν την ιονόσφαιρα, ένα στρώμα της ατμόσφαιρας που εκτείνεται από περίπου 50 έως 1.000 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, όπου η ακτινοβολία από τον ήλιο μπορεί να αφαιρέσει μερικά μόρια αέρα από τα ηλεκτρόνια τους. Το αποτέλεσμα είναι ότι ένα μικρό ποσοστό της μάζας της ιονόσφαιρας αποτελείται από ηλεκτρόνια και θετικά φορτισμένα ιόντα, ενώ τα υπόλοιπα μόρια του αέρα παραμένουν ουδέτερα. Η ακριβής αναλογία των ιονισμένων προς τα ουδέτερα μόρια ποικίλλει ανάλογα με παράγοντες όπως το υψόμετρο και το γεωγραφικό πλάτος.

Αυτή η αναλογία επηρεάζει την ταχύτητα με την οποία τα ραδιοκύματα που εκπέμπονται από τους παγκόσμιους δορυφόρους πλοήγησης διαδίδονται στην ιονόσφαιρα. Οι αλλαγές στην αναλογία έχουν διαφορετικά αποτελέσματα σε διαφορετικές ραδιοσυχνότητες. Αυτό επιτρέπει στους ερευνητές να μετρήσουν τον ρυθμό ιονισμού σε πραγματικό χρόνο συγκρίνοντας τις ταχύτητες των ραδιοκυμάτων σε δύο διαφορετικές συχνότητες, εξηγεί ο Yasyukevich.

Αυτά τα δεδομένα έχουν χρησιμοποιηθεί για δεκαετίες για να δείξουν πώς αρέσουν τα γεγονότα σεισμός οι υπόγειες δοκιμές πυρηνικών όπλων επηρεάζουν την ιονόσφαιρα. Αυτές οι φυσικές και ανθρωπογενείς διαταραχές μπορούν να εξουδετερώσουν προσωρινά τις επιπτώσεις της ηλιακής ακτινοβολίας ανασυνδυάζοντας ηλεκτρόνια και ιόντα σε ουδέτερα μόρια.

Εξουδετέρωση του αέρα

Η ομάδα εξέτασε δημόσια διαθέσιμα δεδομένα από περισσότερους από 2.500 επίγειους σταθμούς στη Βόρεια Αμερική και την Καραϊβική που λαμβάνουν σήματα δορυφορικής πλοήγησης. Διαπίστωσαν ότι οι εκρήξεις του Starship παρήγαγαν ωστικά κύματα που ταξίδευαν ταχύτερα από την ταχύτητα του ήχου, μετατρέποντας την ιονόσφαιρα σε μια ουδέτερη ατμόσφαιρα - μια "τρύπα" - για σχεδόν μια ώρα σε μια περιοχή από τη χερσόνησο Yucatán στο Μεξικό έως τις νοτιοανατολικές Ηνωμένες Πολιτείες. Τα καυσαέρια των πυραύλων μπορούν να πυροδοτήσουν χημικές αντιδράσεις που δημιουργούν προσωρινές τρύπες στην ιονόσφαιρα ακόμη και απουσία έκρηξης, αλλά στην περίπτωση αυτή τα ίδια τα ωστικά κύματα είχαν μακράν το μεγαλύτερο αποτέλεσμα, εξηγεί ο Yasyukevich.

«Εντυπωσιάστηκα από αυτή τη μελέτη περίπτωσης», λέει ο Kosuke Heki, γεωφυσικός στο Πανεπιστήμιο Hokkaido στο Sapporo της Ιαπωνίας, ο οποίος υπηρέτησε ως ανοιχτός κριτής για την εργασία. Ωστόσο, πιστεύει ότι τα χημικά αποτελέσματα της μεγάλης πυρκαγιάς ήταν η κύρια αιτία της τρύπας.

Η τρύπα δεν ήταν τόσο μεγάλη όσο αυτή που πέρασε Έκρηξη ηφαιστείου στην Τόνγκα στις αρχές του 2022 προκάλεσε, λέει ο Heki, αλλά ξεπέρασε αυτό που προκάλεσε το ιστορική πρόσκρουση μετεωρίτη κοντά στο Τσελιάμπινσκ της Ρωσίας, προκλήθηκε το 2013 – το μεγαλύτερο εδώ και έναν αιώνα.

Οι ιονόσφαιρες διαταραχές μπορούν να επηρεάσουν όχι μόνο τη δορυφορική πλοήγηση, αλλά και τις επικοινωνίες Ραδιοαστρονομία επηρεάζω. Καθώς αυξάνονται οι συχνότητες εκκίνησης, αυτά τα εφέ θα μπορούσαν να γίνουν περισσότερο πρόβλημα.