De enorme eksplosjoner som traff Starship mega-raketten t ødelagt av SpaceX i fjor etterlot også et av de største "hullene" som noen gang er oppdaget i ionosfæren, et tynt luftlag i den øvre atmosfæren. Et forskningsresultat viste at hullet strakte seg i tusenvis av kilometer og varte i nesten en time 1.

Yury Yasyukevich, medforfatter av studien og en atmosfærisk fysiker ved Institute of Solar-Terrestrial Physics i Irkutsk, Russland, sier at omfanget av forstyrrelsen overrasket teamet hans: "Det betyr at vi ikke forstår prosesser i atmosfæren." Han legger til at slike fenomener har fremtidige implikasjoner autonome kjøretøy kan ha som krever presis satellittnavigasjon. Resultatene ble offentliggjort 26. augustGeofysiske forskningsbrevpublisert.

Rekordrakett

18. november i fjor lanserte SpaceX sin Starship-rakett – den største og kraftigste raketten som noen gang er bygget – fra et oppskytningssted i Boca Chica, Texas. Starships første etappe er designet for å returnere trygt til overflaten og gjenbrukes, men den eksploderte kort tid etter at den ble skilt fra den øvre etappen, omtrent 90 kilometer (55 miles) over Mexicogolfen. Minutter senere utløste selvdestruksjonsmekanismen på den øvre scenen en andre eksplosjon i en høyde på rundt 150 kilometer.

Yasyukevitsj og hans samarbeidspartnere var nysgjerrige på hvordan slike massive eksplosjoner kan påvirke ionosfæren, et lag av atmosfæren som strekker seg fra omtrent 50 til 1000 kilometer over havet, hvor stråling fra solen kan fjerne noen luftmolekyler fra elektronene deres. Resultatet er at en liten prosentandel av ionosfærens masse består av elektroner og positivt ladede ioner, mens resten av luftmolekylene forblir nøytrale. Det nøyaktige forholdet mellom ioniserte og nøytrale molekyler varierer avhengig av faktorer som høyde og breddegrad.

Dette forholdet påvirker hastigheten som radiobølger som sendes ut av globale navigasjonssatellitter forplanter seg i ionosfæren. Endringer i forholdet har ulik effekt på ulike radiofrekvenser. Dette lar forskerne måle ioniseringshastigheten i sanntid ved å sammenligne hastighetene til radiobølger ved to forskjellige frekvenser, forklarer Yasyukevitsj.

Disse dataene har blitt brukt i flere tiår for å vise hvordan hendelser er jordskjelv til underjordiske atomvåpentester påvirker ionosfæren. Disse naturlige og menneskeskapte forstyrrelsene kan midlertidig nøytralisere effekten av solstråling ved å rekombinere elektroner og ioner til nøytrale molekyler.

Nøytralisering av luften

Teamet undersøkte offentlig tilgjengelige data fra mer enn 2500 bakkestasjoner i Nord-Amerika og Karibia som mottar satellittnavigasjonssignaler. De fant ut at Starship-eksplosjonene produserte sjokkbølger som reiste raskere enn lydens hastighet, og gjorde ionosfæren til en nøytral atmosfære - et "hull" - i nesten en time over en region fra Yucatán-halvøya i Mexico til det sørøstlige USA. Raketteksos kan utløse kjemiske reaksjoner som skaper midlertidige hull i ionosfæren selv i fravær av en eksplosjon, men i dette tilfellet hadde sjokkbølgene i seg selv den langt større effekten, forklarer Yasyukevitsj.

"Jeg ble imponert over denne casestudien," sier Kosuke Heki, en geofysiker ved Hokkaido University i Sapporo, Japan, som fungerte som en åpen anmelder for avisen. Han mener imidlertid de kjemiske effektene av den store brannen var den primære årsaken til hullet.

Hullet var ikke fullt så stort som det gjennom det Vulkanutbrudd i Tonga tidlig i 2022 forårsaket, sier Heki, men det oversteg den som ble forårsaket av historisk meteorittnedslag nær Chelyabinsk, Russland, ble forårsaket i 2013 – den største på et århundre.

Ionosfæriske forstyrrelser kan påvirke ikke bare satellittnavigasjon, men også kommunikasjon Radioastronomi påvirke. Etter hvert som lanseringsfrekvensene øker, kan disse effektene bli mer av et problem.