De enorme explosies die de megaraket van het Starship raakten De vernietiging door SpaceX vorig jaar liet ook een van de grootste 'gaten' achter die ooit in de ionosfeer zijn ontdekt: een dunne luchtlaag in de bovenste atmosfeer. Uit een onderzoeksresultaat bleek dat het gat zich duizenden kilometers uitstrekte en bijna een uur duurde 1.

Yury Yasyukevich, co-auteur van de studie en atmosferisch fysicus aan het Instituut voor Zonne-Terrestrische Fysica in Irkoetsk, Rusland, zegt dat de omvang van de verstoring zijn team verraste: "Het betekent dat we de processen in de atmosfeer niet begrijpen." Hij voegt eraan toe dat dergelijke verschijnselen toekomstige implicaties hebben autonome voertuigen kunnen hebben die nauwkeurige satellietnavigatie vereisen. De uitslag werd op 26 augustus bekend gemaaktGeofysische onderzoeksbrievengepubliceerd.

Recordraket

Op 18 november vorig jaar lanceerde SpaceX zijn Starship-raket - de grootste en krachtigste raket ooit gebouwd - vanaf een lanceerbasis in Boca Chica, Texas. De eerste trap van Starship is ontworpen om veilig naar de oppervlakte terug te keren en opnieuw te worden gebruikt, maar explodeerde kort nadat hij zich van de bovenste trap had losgemaakt, ongeveer 90 kilometer (55 mijl) boven de Golf van Mexico. Minuten later veroorzaakte het zelfvernietigingsmechanisme op de bovenste trap een tweede explosie op een hoogte van ongeveer 150 kilometer.

Yasyukevich en zijn medewerkers waren benieuwd hoe zulke enorme explosies de ionosfeer zouden kunnen beïnvloeden, een laag van de atmosfeer die zich uitstrekt van ongeveer 50 tot 1.000 kilometer boven zeeniveau, waar straling van de zon sommige luchtmoleculen van hun elektronen kan ontdoen. Het resultaat is dat een klein percentage van de massa van de ionosfeer bestaat uit elektronen en positief geladen ionen, terwijl de rest van de luchtmoleculen neutraal blijft. De exacte verhouding tussen geïoniseerde en neutrale moleculen varieert afhankelijk van factoren zoals hoogte en breedtegraad.

Deze verhouding beïnvloedt de snelheid waarmee radiogolven uitgezonden door mondiale navigatiesatellieten zich voortplanten in de ionosfeer. Veranderingen in de verhouding hebben verschillende effecten op verschillende radiofrequenties. Hierdoor kunnen onderzoekers de ionisatiesnelheid in realtime meten door de snelheden van radiogolven op twee verschillende frequenties te vergelijken, legt Yasyukevich uit.

Deze gegevens worden al tientallen jaren gebruikt om te laten zien hoe evenementen verlopen aardbeving dat ondergrondse kernwapenproeven de ionosfeer beïnvloeden. Deze natuurlijke en door de mens veroorzaakte verstoringen kunnen de effecten van zonnestraling tijdelijk neutraliseren door elektronen en ionen te recombineren tot neutrale moleculen.

Neutralisatie van de lucht

Het team onderzocht openbaar beschikbare gegevens van meer dan 2.500 grondstations in Noord-Amerika en het Caribisch gebied die satellietnavigatiesignalen ontvangen. Ze ontdekten dat de explosies van het ruimteschip schokgolven produceerden die zich sneller voortbewegen dan de snelheid van het geluid, waardoor de ionosfeer bijna een uur lang in een neutrale atmosfeer veranderde - een 'gat' - in een regio van het schiereiland Yucatán in Mexico tot het zuidoosten van de Verenigde Staten. Raketuitlaat kan chemische reacties veroorzaken die tijdelijke gaten in de ionosfeer veroorzaken, zelfs als er geen explosie is, maar in dit geval hadden de schokgolven zelf verreweg het grotere effect, legt Yasyukevich uit.

“Ik was onder de indruk van deze casestudy”, zegt Kosuke Heki, een geofysicus aan de Hokkaido Universiteit in Sapporo, Japan, die als open recensent voor het artikel fungeerde. Hij gelooft echter dat de chemische effecten van de grote brand de voornaamste oorzaak van het gat waren.

Het gat was niet zo groot als het gat daardoor Vulkaanuitbarsting in Tonga begin 2022 veroorzaakt, zegt Heki, maar het overtrof die veroorzaakt door de historische meteorietinslag nabij Tsjeljabinsk, Rusland, werd veroorzaakt in 2013 – de grootste in een eeuw.

Ionosferische verstoringen kunnen niet alleen satellietnavigatie beïnvloeden, maar ook de communicatie Radioastronomie beïnvloeden. Naarmate de lanceerfrequenties toenemen, kunnen deze effecten een groter probleem worden.