آرتمیس 2 یک حفره 3100 مایلی را در آسمان منفجر کرد. گیرنده های GPS متوجه شدند

بشریت تا حدودی به زیرساخت های مداری وابسته است - مانند آن ماهواره های GPS که در حدود 12550 مایل (20200 کیلومتر) بالاتر از سطح دریا کار می کنند - بسیار بیشتر از آنچه در دوران آپولو انجام می شد. ما فقط اکنون واقعا یاد می‌گیریم که موتور موشک چند مرحله‌ای که به اندازه کافی برای مأموریت ماه می‌سوزد، می‌تواند با دستگاه‌هایی که مشغول برقراری ارتباط از طریق جو بالای سیاره ما هستند، انجام دهد.

واضح است که پاسخ این است که پرتاب‌های این فضاپیماها می‌توانند حفره‌های جدی را در یونوسفر ما ایجاد کنند و چگالی الکترون را در بخش‌هایی از این لایه جوی پر انرژی کاهش دهند و گیرنده‌های GPS زمینی را (البته به طور مختصر) گیج کنند. این یافته محققان دانشگاه ملی چنگ کونگ تایوان است که دریافتند پرتاب تاریخی Artemis 2 ناسا در آوریل گذشته سه مجموعه "اختلال یونوسفر در سفر" را ایجاد کرد که به اندازه کافی اختلال ایجاد کرد تا خطاهای GPS را چندین متر دورتر از هدف ایجاد کند.

بر اساس مطالعه جدید این تیم که به عنوان پیش چاپ از طریق ESS Open Archive منتشر شد، این اولین باری است که یک ماموریت فضایی منفرد، سه نمونه از اختلالات یونوسفر را در همان منطقه در طول مانورهای مداری متوالی ایجاد کرد.

به گفته چارلز لین، یکی از نویسندگان این مطالعه، استاد علوم زمین در دانشگاه جایی که او بر روی آب و هوای فضا و مدل‌سازی یونوسفر تمرکز دارد، ایجاد این شکاف‌های موقت در پوشش الکترونی صرفا یک کنجکاوی دانشگاهی نیست. برای کسی، روزی، عواقب آن می تواند به موضوع مرگ یا زندگی تبدیل شود.

لین به Space.com گفت: «یک خطای موقعیت یابی چند متری برای تغییر مسیر یک خودروی خودران کافی است. این می تواند نه تنها بر روی خودروهای خودران بلکه بر موقعیت یابی پهپادها نیز تأثیر بگذارد.

تیم لین، با کمک مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا، داده‌هایی را از بیش از 3500 ایستگاه زمینی در سراسر ایالات متحده جمع‌آوری کرد که سیگنال‌های GPS، GLONASS (سیستم ناوبری ماهواره‌ای جهانی) و ماهواره‌های گالیله را دریافت می‌کنند. این گیرنده‌های GPS زمینی قبلا توسط زلزله‌شناسان برای نظارت بر فعالیت‌های زمین‌شناسی کوچک قبل از زلزله و همچنین اختلالات غیرمعمول یونوسفری که زمین‌لرزه‌های بزرگ می‌توانند ایجاد کنند، استفاده می‌کردند.

تیم لین روش‌های مشابهی را برای اندازه‌گیری اینکه چگونه موشک‌های آرتمیس ۲ سیگنال‌های بین این ماهواره‌ها و ایستگاه‌های زمینی را تغییر می‌دهند، به کار بردند، و آشفتگی‌های مرحله سوختن سفینه را از طریق تاخیرهای زمانی ارتباط GPS بازسازی کردند.

به‌راحتی شگفت‌انگیزترین یافته در این داده‌ها ضربه‌ای بود که سوخت مرحله دوم موشک با قدرت کمتر، که در ارتفاع حدود 115 مایلی (185 کیلومتری) از سطح زمین آغاز شد، در نهایت با انفجار بالاتر به یونوسفر بود. این "مانور بالا بردن آپوژ" رگه ای به طول 3107 مایل (5000 کیلومتر) از الکترون های مختل را در حالی که بر فراز قاره ایالات متحده فریاد می زد، ایجاد کرد و با سرعتی تقریبا برابر با سرعت خود فضاپیما، تقریبا 5.2 مایل در ثانیه (8.2 مایل در ثانیه) از دشت های بزرگ تا اقیانوس اطلس پارگی ایجاد کرد.

لین و همکارانش اظهار داشتند: «این اولین گزارش از چنین اختلالات طولانی و عظیمی است که در طی پرتاب فضاپیما ایجاد شده است.

از نظر فنی، این کشف با اولین کشف تاثیر پرتاب موشک بر یونوسفر زمین فاصله زیادی دارد، اگرچه مسلما این کشف بسیار چشمگیر است که به طور رسمی ثبت شده است. در سال 2017، لین و همکارانش حفره ای به طول 559 مایل (900 کیلومتر) را ثبت کردند که در یونوسفر زمانی که اسپیس ایکس یک موشک فالکون 9 را از پایگاه نیروی هوایی وندنبرگ در کالیفرنیا به مدار زمین پرتاب کرد.

و در سپتامبر 2023، هماهنگ کننده ابتکار آسمان تاریک آستین در دانشگاه تگزاس، استفان هومل، پس از پرتاب ماهواره Victus Nox توسط نیروی فضایی ایالات متحده به مدار زمین، درخشش قرمز در آسمان شب گزارش داد. ناظران آب و هوای فضایی درخشش به جا مانده از این پرتاب مخفیانه را به عنوان نشانه ای از اختلال یونوسفر توصیف کردند.

تیم لین یافته‌های Artemis 2 خود را به‌عنوان تأییدیه‌ای توصیف کرد که پرتاب‌های بزرگ آینده به ماه و مریخ مطمئنا به یک منبع متمایز و تکرارپذیر از آب‌وهوای فضایی انسان‌زا تبدیل خواهند شد، فراتر از اختلالات به خوبی تثبیت‌شده در مرحله پرتاب. همانطور که لین به Space.com گفت، این تأثیرات احتمالا «بسیار مهم‌تر» خواهند شد.