Учёные обнаружили масштабные изменения концентрации электронов после запуска и манёвров ракеты SLS в ходе миссии Artemis II. Созданные двигателями ударные волны вызвали «космическую погоду», способную влиять на спутниковую навигацию
Ракета Space Launch System (SLS), отправившая экипаж миссии Artemis II к Луне, вызвала три масштабных возмущения ионосферы Земли. Изменения концентрации свободных электронов оказались настолько сильными, что повлияли на GPS-сигналы. К такому выводу пришла международная группа учёных, проанализировавшая данные наземных приёмников спутниковой навигации.
Ионосфера — область верхней атмосферы, содержащая большое количество электрически заряженных частиц. Она влияет на распространение радиоволн, в том числе сигналов GPS-спутников. Изменения концентрации электронов в этой области способны приводить к ошибкам определения координат. Обычно сильные возмущения ионосферы связывают с солнечной активностью, однако новая работа показывает, что их может вызывать и мощная ракетная техника.
Учёные из Национального университета Чэн Кун (Тайвань) восстановили картину атмосферных изменений по измерениям полного электронного содержания — показателя общего количества электронов вдоль пути радиосигнала от спутника до наземного приёмника. Анализ выявил 3 отдельных эпизода возмущений, связанных с полётом SLS. Они произошли во время запуска, разгонного манёвра в районе апогея и включения двигателей для перехода на траекторию к Луне.
Источник изображения: NASA
Все манёвры выполнялись над одним регионом, поэтому их воздействие пришлось на одну и ту же область ионосферы. По оценке авторов, запуск вызвал ударные волны и крупномасштабные возмущения над Северной Америкой. Исследователи называют такие эффекты «антропогенной космической погодой»: в отличие от солнечных бурь, источником возмущений становится деятельность человека.
Последствия могут выходить за пределы космической отрасли. Соавтор работы, профессор наук о Земле Национального университета Чэн Кун Чарльз Лин, отметил, что ошибка позиционирования даже на несколько метров способна заставить автономный автомобиль изменить полосу движения. Аналогичные проблемы могут возникнуть при определении положения беспилотников, которым необходима точная спутниковая навигация.
Солнечные бури уже демонстрировали, насколько чувствительны навигационные системы к состоянию ионосферы. Например, во время мощного всплеска солнечной активности в ноябре прошлого года ошибки позиционирования в США превысили 10 метров. Это создавало риски для точного земледелия и автономного транспорта. Возмущения от SLS напоминали по характеру воздействие сильной солнечной активности, хотя возникали в гораздо более короткие сроки.
Авторы работы предлагают учитывать влияние ракетных манёвров на ионосферу при подготовке будущих запусков. Необходимо оценить не только возможные ошибки спутниковой навигации, но и последствия для состояния самой ионосферы и высокочастотной радиосвязи. Мощные ракетные двигатели способны создавать собственный источник космической погоды — фактор, который придётся учитывать по мере роста числа и сложности космических миссий.
