The obrovské výbuchy, ktoré zasiahli megaraketu Starship t zničený SpaceX minulý rok tiež zanechal jednu z najväčších „dier“, aké boli kedy objavené v ionosfére, tenkú vrstvu vzduchu v hornej atmosfére. Výsledok výskumu ukázal, že diera sa rozprestierala na tisíce kilometrov a trvala takmer hodinu 1.

Yury Yasyukevich, spoluautor štúdie a atmosférický fyzik z Inštitútu slnečnej a terestriálnej fyziky v Irkutsku v Rusku, hovorí, že rozsah narušenia prekvapil jeho tím: "To znamená, že nerozumieme procesom v atmosfére." Dodáva, že takéto javy majú dôsledky do budúcnosti autonómne vozidlá môže vyžadovať presnú satelitnú navigáciu. Výsledky boli vyhlásené 26. augustaGeofyzikálne výskumné listyzverejnené.

Rekordná raketa

18. novembra minulého roku SpaceX odpálila svoju raketu Starship – najväčšiu a najvýkonnejšiu raketu, aká bola kedy postavená – zo štartovacieho miesta v Boca Chica v Texase. Prvý stupeň hviezdnej lode je navrhnutý tak, aby sa bezpečne vrátil na povrch a mohol byť znovu použitý, ale explodoval krátko po oddelení od horného stupňa, asi 90 kilometrov (55 míľ) nad Mexickým zálivom. O niekoľko minút neskôr samodeštrukčný mechanizmus na hornom stupni spustil druhý výbuch vo výške asi 150 kilometrov.

Yasyukevich a jeho spolupracovníci boli zvedaví, ako môžu také masívne výbuchy ovplyvniť ionosféru, vrstvu atmosféry, ktorá sa rozprestiera v nadmorskej výške približne 50 až 1 000 kilometrov nad morom, kde žiarenie zo slnka môže zbaviť niektoré molekuly vzduchu ich elektróny. Výsledkom je, že malé percento hmoty ionosféry tvoria elektróny a kladne nabité ióny, zatiaľ čo zvyšok molekúl vzduchu zostáva neutrálny. Presný pomer ionizovaných a neutrálnych molekúl sa líši v závislosti od faktorov, ako je nadmorská výška a zemepisná šírka.

Tento pomer ovplyvňuje rýchlosť, akou sa rádiové vlny vyžarované globálnymi navigačnými satelitmi šíria v ionosfére. Zmeny v pomere majú rôzne účinky na rôzne rádiové frekvencie. To umožňuje výskumníkom merať mieru ionizácie v reálnom čase porovnaním rýchlostí rádiových vĺn na dvoch rôznych frekvenciách, vysvetľuje Yasyukevich.

Tieto údaje sa už desaťročia používajú na to, aby ukázali, ako udalosti vyzerajú zemetrasenie podzemné testy jadrových zbraní ovplyvňujú ionosféru. Tieto prírodné a človekom spôsobené poruchy môžu dočasne neutralizovať účinky slnečného žiarenia rekombináciou elektrónov a iónov na neutrálne molekuly.

Neutralizácia vzduchu

Tím preskúmal verejne dostupné údaje z viac ako 2 500 pozemných staníc v Severnej Amerike a Karibiku, ktoré prijímajú signály satelitnej navigácie. Zistili, že výbuchy hviezdnej lode vyvolali rázové vlny, ktoré sa šírili rýchlejšie ako rýchlosť zvuku, čím sa ionosféra zmenila na neutrálnu atmosféru – „dieru“ – na takmer hodinu naprieč oblasťou od polostrova Yucatán v Mexiku po juhovýchod Spojených štátov. Výfuk rakiet môže spustiť chemické reakcie, ktoré vytvoria dočasné diery v ionosfére aj bez explózie, ale v tomto prípade mali oveľa väčší účinok samotné rázové vlny, vysvetľuje Yasyukevich.

„Táto prípadová štúdia na mňa zapôsobila,“ hovorí Kosuke Heki, geofyzik z Hokkaido University v japonskom Sappore, ktorý slúžil ako otvorený recenzent tohto článku. Domnieva sa však, že hlavnou príčinou diery boli chemické účinky veľkého požiaru.

Diera nebola taká veľká ako tá cez ňu Erupcia sopky na Tonge začiatkom roku 2022 spôsobil, hovorí Heki, ale prevýšil ten, ktorý spôsobil historický dopad meteoritu pri Čeľabinsku v Rusku, bola spôsobená v roku 2013 – najväčšia za storočie.

Ionosférické poruchy môžu ovplyvniť nielen satelitnú navigáciu, ale aj komunikáciu Rádioastronómia ovplyvniť. Keď sa frekvencia štartov zvyšuje, tieto účinky by sa mohli stať väčším problémom.