De enorma explosioner som träffade Starship megaraketen t förstördes av SpaceX förra året lämnade också ett av de största "hålen" som någonsin upptäckts i jonosfären, ett tunt lager av luft i den övre atmosfären. Ett forskningsresultat visade att hålet sträckte sig i tusentals kilometer och varade i nästan en timme 1.

Yury Yasyukevitj, medförfattare till studien och en atmosfärsfysiker vid Institutet för Solar-Terrestrial Physics i Irkutsk, Ryssland, säger att omfattningen av störningen förvånade hans team: "Det betyder att vi inte förstår processer i atmosfären." Han tillägger att sådana fenomen har framtida konsekvenser autonoma fordon kan ha som kräver exakt satellitnavigering. Resultaten tillkännagavs den 26 augustiGeofysiska forskningsbrevpubliceras.

Rekordraket

Den 18 november förra året sköt SpaceX upp sin Starship-raket – den största och mest kraftfulla raket som någonsin byggts – från en uppskjutningsplats i Boca Chica, Texas. Starships första etapp är designat för att återvända säkert till ytan och återanvändas, men det exploderade kort efter att ha separerat från det övre etappen, cirka 90 kilometer (55 miles) över Mexikanska golfen. Minuter senare utlöste självförstöringsmekanismen på den övre scenen en andra explosion på cirka 150 kilometers höjd.

Yasyukevich och hans medarbetare var nyfikna på hur sådana massiva explosioner kan påverka jonosfären, ett skikt av atmosfären som sträcker sig från cirka 50 till 1 000 kilometer över havet, där strålning från solen kan ta bort vissa luftmolekyler från sina elektroner. Resultatet är att en liten andel av jonosfärens massa består av elektroner och positivt laddade joner, medan resten av luftmolekylerna förblir neutrala. Det exakta förhållandet mellan joniserade och neutrala molekyler varierar beroende på faktorer som höjd och latitud.

Detta förhållande påverkar hastigheten med vilken radiovågor som sänds ut av globala navigationssatelliter fortplantar sig i jonosfären. Förändringar i förhållandet har olika effekter på olika radiofrekvenser. Detta gör att forskare kan mäta joniseringshastigheten i realtid genom att jämföra hastigheterna för radiovågor vid två olika frekvenser, förklarar Yasyukevitj.

Dessa data har använts i årtionden för att visa hur händelser ser ut jordbävning till underjordiska kärnvapenprov påverkar jonosfären. Dessa naturliga och konstgjorda störningar kan tillfälligt neutralisera effekterna av solstrålning genom att rekombinera elektroner och joner till neutrala molekyler.

Neutralisering av luften

Teamet undersökte allmänt tillgängliga data från mer än 2 500 markstationer i Nordamerika och Karibien som tar emot satellitnavigeringssignaler. De fann att Starship-explosionerna producerade chockvågor som färdades snabbare än ljudets hastighet och förvandlade jonosfären till en neutral atmosfär - ett "hål" - i nästan en timme över en region från Yucatán-halvön i Mexiko till sydöstra USA. Raketavgaser kan utlösa kemiska reaktioner som skapar tillfälliga hål i jonosfären även i frånvaro av en explosion, men i det här fallet hade själva stötvågorna den överlägset större effekten, förklarar Yasyukevitj.

"Jag blev imponerad av den här fallstudien", säger Kosuke Heki, en geofysiker vid Hokkaido University i Sapporo, Japan, som fungerade som en öppen recensent för tidningen. Han tror dock att de kemiska effekterna av den stora branden var den primära orsaken till hålet.

Hålet var inte riktigt lika stort som det där igenom Vulkanutbrott i Tonga i början av 2022 orsakade, säger Heki, men det översteg den som orsakades av historiskt meteoritnedslag nära Chelyabinsk, Ryssland, orsakades 2013 – den största på ett sekel.

Jonosfäriska störningar kan påverka inte bara satellitnavigering utan även kommunikation Radioastronomi påverka. När lanseringsfrekvenserna ökar kan dessa effekter bli mer av ett problem.