The tohutuid plahvatusi, mis tabasid Starshipi megaraketti SpaceX hävitas eelmisel aastal ka ühe suurima ionosfääri kunagi avastatud augu, õhukese õhukihi atmosfääri ülakihtides. Uurimistulemus näitas, et auk ulatus tuhandete kilomeetriteni ja kestis peaaegu tund aega 1.

Uuringu kaasautor ja Venemaal Irkutskis asuva Päikese-Maa Füüsika Instituudi atmosfäärifüüsik Juri Jasjukevitš ütleb, et häire ulatus üllatas tema meeskonda: "See tähendab, et me ei mõista atmosfääris toimuvaid protsesse." Ta lisab, et sellistel nähtustel on tuleviku tagajärjed autonoomsed sõidukid mis nõuavad täpset satelliitnavigatsiooni. Tulemused tehti teatavaks 26. augustilGeofüüsikaliste uuringute kirjadavaldatud.

Rekordrakett

Eelmise aasta 18. novembril saatis SpaceX välja oma Starshipi raketi – suurima ja võimsaima raketi, mis kunagi ehitatud – stardipaigalt Boca Chicas, Texases. Starshipi esimene aste on mõeldud ohutult maapinnale naasmiseks ja taaskasutamiseks, kuid see plahvatas varsti pärast ülemisest etapist eraldumist, umbes 90 kilomeetrit (55 miili) üle Mehhiko lahe. Mõni minut hiljem vallandas ülemise astme enesehävitusmehhanism umbes 150 kilomeetri kõrgusel teise plahvatuse.

Yasyukevitš ja tema kaastöötajad olid uudishimulikud, kuidas sellised massiivsed plahvatused võivad mõjutada ionosfääri, atmosfäärikihti, mis ulatub umbes 50–1000 kilomeetri kõrgusele merepinnast, kus päikesekiirgus võib eemaldada mõned õhumolekulid nende elektronidest. Tulemuseks on see, et väikese protsendi ionosfääri massist moodustavad elektronid ja positiivselt laetud ioonid, samas kui ülejäänud õhumolekulid jäävad neutraalseks. Ioniseeritud ja neutraalsete molekulide täpne suhe varieerub sõltuvalt sellistest teguritest nagu kõrgus ja laiuskraad.

See suhe mõjutab kiirust, millega globaalsete navigatsioonisatelliitide kiirgavad raadiolained ionosfääris levivad. Suhte muutused avaldavad erinevatele raadiosagedustele erinevat mõju. See võimaldab teadlastel mõõta ionisatsioonikiirust reaalajas, võrreldes raadiolainete kiirusi kahel erineval sagedusel, selgitab Yasyukevitš.

Neid andmeid on aastakümneid kasutatud selleks, et näidata, kuidas sündmused meeldivad maavärin Maa-alused tuumarelvakatsetused mõjutavad ionosfääri. Need looduslikud ja inimtegevusest tingitud häired võivad ajutiselt neutraliseerida päikesekiirguse mõju, ühendades elektronid ja ioonid ümber neutraalseteks molekulideks.

Õhu neutraliseerimine

Töörühm uuris enam kui 2500 Põhja-Ameerika ja Kariibi mere piirkonna maapealse jaama avalikult kättesaadavaid andmeid, mis võtavad vastu satelliitnavigatsioonisignaale. Nad leidsid, et Starshipi plahvatused tekitasid lööklaineid, mis levisid helikiirusest kiiremini, muutes ionosfääri neutraalseks atmosfääriks - "auguks" - peaaegu tunniks piirkonnas Yucatáni poolsaarest Mehhikos kuni USA kaguossa. Rakettide heitgaasid võivad käivitada keemilisi reaktsioone, mis tekitavad ionosfääris ajutisi auke isegi plahvatuse puudumisel, kuid sel juhul olid lööklained ise palju suurema mõjuga, selgitab Jasjukevitš.

"See juhtumiuuring avaldas mulle muljet," ütleb Jaapanis Sapporos asuva Hokkaido ülikooli geofüüsik Kosuke Heki, kes oli paberi avatud retsensent. Siiski usub ta, et suure tulekahju keemiline mõju oli augu peamine põhjus.

Auk ei olnud nii suur kui see läbi Vulkaanipurse Tongal 2022. aasta alguses põhjustatud, ütleb Heki, kuid see ületas põhjustatud ajalooline meteoriidi kokkupõrge Venemaal Tšeljabinski lähedal, põhjustati 2013. aastal – sajandi suurim.

Ionosfääri häired võivad mõjutada mitte ainult satelliitnavigatsiooni, vaid ka sidet Raadioastronoomia mõjutada. Käivitussageduse suurenedes võivad need mõjud muutuda suuremaks probleemiks.