SpaceX-eksplosjon blåste hull i atmosfæren

Veien til Mars er brolagt med store eksplosjoner, du kommer deg ikke til en annen planet uten prøving og feiling av det kostbare slaget.

To av disse eksplosjonene inntraff i luftrommet over Mexicogolfen i november i fjor.

Først eksploderte den enorme bæreraketten Super Heavy. Det skjedde fire minutter etter at den hadde blitt skutt opp fra startrampa i Boca Chica, Texas, og bare sekunder etter at romfartøyet Starship hadde blitt kobla fra.

Starship fikk deretter fire nye minutter i lufta før også det tok kvelden med et smell, omtrent 150 kilometer over bakken.

Nå har russiske forskere analysert data fra bakkestasjoner som har mottatt satelittsignaler i området/tidsrommet for eksplosjonene.

For ordens skyld: Ingen mennesker ble skada, av den enkle grunn at det ikke var noen om bord.

Ionosfæren, derimot, slapp ikke like billig unna som de ikke-tilstedeværende menneskene.

Ensomme elektroner

Ionosfæren er en del av atmosfæren. Mer spesifikt, det er den delen av atmosfæren som strekker seg fra omtrent 60 kilometer over bakken til omtrent 500 kilometer over bakken.

For å forstå hvordan forholdene er i dette området må vi helt kjapt friske opp litt ungdomsskolenaturfag:

Et atom består av en atomkjerne omringa av en elektronsky. Atomkjernen inneholder protoner, som er positivt lada, mens elektronene som svirrer rundt på utsida er negativt lada.

Hvis et atom skulle komme i skade for å miste ett eller flere elektroner blir det til et positivt lada ion. Det samme er tilfellet for et molekyl, altså flere atomer som er bundet sammen. Molekyler med over- eller underskudd av elektroner er også ioner.

Gassen i ionosfæren er, som du kanskje allerede har gjetta, ionisert.

Stråling fra sola kan rive elektroner løs fra sine modermolekyler, noe som resulterer i at en liten andel av ionosfærens mange gassmolekyler blir positivt lada. Og at enkelte elektroner dermed blir nødt til å leve i ensomhet, som såkalt frie elektroner.

Hvorfor betyr mengdeforholdet mellom vanlige gassmolekyler og ioniserte gassmolekyler i ionosfæren noe for oss? Det er det strengt tatt flere grunner til, men i denne sammenhengen ser vi på denne ene:

Det påvirker farta til radiobølger.

– Vi forstår egentlig ikke

Et russisk forskerteam har sett nærmere på konsekvensene av eksplosjonene i november, og kom fram til at resultatet ble et midlertidig hull i ionosfæren.

Hull betyr i denne sammenhengen et område der egenskapene til gassen skiller seg fra egenskapene til gassen i området rundt. På samme måte kan du se på turbulens som et hull i lufta.

Hullet som oppsto i kjølvannet av SpaceX-eksplosjonen var svært, flere tusen kilometer fra den ene enden til den andre. Og det tok en snau time før ionosfæreområdet var tilbake til normalen.

Et hull av denne typen er ikke nytt eller oppsiktsvekkende i seg selv, vulkanutbruddet på Tonga i 2022 laga et enda større et. Meteoritten som falt ned i Tsjeljabinsk i 2013 laga et litt mindre.

I tillegg vet vi fra før at drivstoffeksosen fra raketter kan påvirke ionosfæren på tilsvarende vis, og at godt gammeldags romvær også har sitt å si forholdene der.

Det vi derimot aldri har sett før, ifølge Yury Yasyukevich, en av forskerne bak rapporten, er et ionosfærehull som følge av en eksplosjon forårsaka av mennesker.

– Dette betyr at vi egentlig ikke forstår prosessene som foregår i atmosfæren, sier han til Nature.

Forutsigbarhet gir presisjon

Vanligvis fører de elektrisk lada forholdene i ionosfæren til at radiobølger beveger seg saktere gjennom den enn øvrige deler av atmosfæren. Det er altså ikke sånn at vi er avhengige av en intakt atmosfære for å få sendt signaler mellom Jorda og verdensrommet.

Det vi derimot er avhengige av, er forutsigbarhet. Vi må vite hvor lang tid radiobølgene bruker fra navigasjonssatellittene og ned til Jorda. Hvis vi ikke vet det, blir GPS-en unøyaktig.

Yngvild Linnea Andalsvik, romfysiker og fagsjef for romovervåkning ved Norsk Romsenter, forklarer at de benytter seg av modeller som tar høyde for ionosfærens bremsende effekt på radiobølger. Og at regionale endringer av denne typen gjør at modellene dermed ikke stemmer helt.

– Det forskerne har oppdaga her er absolutt et interessant fenomen, men vi er nok mer bekymra for romværhendelser som får tilsvarende konsekvenser. De inntreffer på daglig basis, og vi overvåker kontinuerlig.

Hun påpeker også at uten oppskytninger blir det til slutt ingen fungerende satellitter som sender signaler vi kan uroe oss for om er presise eller ikke.

– Så vi kan nesten ikke slutte med dem heller.

Her kan du lese rapporten, som er publisert i Geophysical Research Letters