The velike eksplozije, ki so zadele mega raketo Starship t, ki ga je lani uničil SpaceX, je pustil tudi eno največjih 'lukenj', ki so jih kdaj odkrili v ionosferi, tanko plast zraka v zgornji atmosferi. Rezultat raziskave je pokazal, da je luknja segala na tisoče kilometrov in trajala skoraj eno uro 1.

Yury Yasyukevich, soavtor študije in atmosferski fizik na Inštitutu za sončno-zemeljsko fiziko v Irkutsku v Rusiji, pravi, da je obseg motnje presenetil njegovo ekipo: "To pomeni, da ne razumemo procesov v ozračju." Dodaja, da imajo takšni pojavi posledice v prihodnosti avtonomna vozila ki zahtevajo natančno satelitsko navigacijo. Rezultati so bili objavljeni 26. avgustaGeophysical Research Lettersobjavljeno.

Rekordna raketa

18. novembra lani je SpaceX z izstrelišča v Boca Chici v Teksasu izstrelil svojo raketo Starship – največjo in najmočnejšo raketo, ki je bila kdaj koli izdelana. Prva stopnja Starshipa je zasnovana za varno vrnitev na površje in ponovno uporabo, vendar je eksplodirala kmalu po ločitvi od zgornje stopnje, približno 90 kilometrov (55 milj) nad Mehiškim zalivom. Nekaj ​​minut kasneje je mehanizem za samouničenje na zgornji stopnji sprožil drugo eksplozijo na višini približno 150 kilometrov.

Yasyukevich in njegovi sodelavci so bili radovedni, kako bi lahko tako ogromne eksplozije vplivale na ionosfero, plast atmosfere, ki se razteza od približno 50 do 1000 kilometrov nadmorske višine, kjer lahko sončno sevanje odstrani nekatere molekule zraka iz njihovih elektronov. Posledica tega je, da majhen odstotek mase ionosfere sestavljajo elektroni in pozitivno nabiti ioni, medtem ko ostale molekule zraka ostanejo nevtralne. Natančno razmerje med ioniziranimi in nevtralnimi molekulami se spreminja glede na dejavnike, kot sta nadmorska višina in zemljepisna širina.

To razmerje vpliva na hitrost širjenja radijskih valov, ki jih oddajajo globalni navigacijski sateliti, v ionosferi. Spremembe v razmerju imajo različne učinke na različne radijske frekvence. To raziskovalcem omogoča merjenje stopnje ionizacije v realnem času s primerjavo hitrosti radijskih valov na dveh različnih frekvencah, pojasnjuje Yasyukevich.

Ti podatki so bili uporabljeni že desetletja, da bi pokazali, kako izgledajo dogodki potres da podzemni poskusi jedrskega orožja vplivajo na ionosfero. Te naravne motnje in motnje, ki jih povzroči človek, lahko začasno nevtralizirajo učinke sončnega sevanja z rekombinacijo elektronov in ionov v nevtralne molekule.

Nevtralizacija zraka

Ekipa je preučila javno dostopne podatke iz več kot 2500 zemeljskih postaj v Severni Ameriki in na Karibih, ki sprejemajo satelitske navigacijske signale. Ugotovili so, da so eksplozije ladje Starship povzročile udarne valove, ki so potovali hitreje od hitrosti zvoka, in spremenili ionosfero v nevtralno atmosfero - "luknjo" - za skoraj eno uro čez regijo od polotoka Yucatán v Mehiki do jugovzhodnih Združenih držav Amerike. Izpuh rakete lahko sproži kemične reakcije, ki ustvarijo začasne luknje v ionosferi tudi v odsotnosti eksplozije, vendar so imeli v tem primeru udarni valovi sami daleč večji učinek, pojasnjuje Yasyukevich.

»Ta študija primera me je navdušila,« pravi Kosuke Heki, geofizik na univerzi Hokkaido v Sapporu na Japonskem, ki je bil odprti recenzent prispevka. Vendar pa verjame, da so bili glavni vzrok luknje kemični učinki velikega požara.

Luknja ni bila tako velika kot tista skozi tisto Izbruh vulkana v Tongi v začetku leta 2022 povzročila, pravi Heki, vendar je presegla tisto, ki jo je povzročil zgodovinski udar meteorita blizu Čeljabinska v Rusiji, je bil povzročen leta 2013 – največji v stoletju.

Ionosferske motnje lahko vplivajo ne le na satelitsko navigacijo, ampak tudi na komunikacije Radijska astronomija vplivati. Ko se pogostnost izstrelitev poveča, lahko ti učinki postanejo večji problem.