Запуск лунной миссии NASA Artemis II в апреле 2026 года вызвал самые сильные из известных возмущений ионосферы после старта ракеты. Они могли привести к кратковременным локальным ошибкам GPS с погрешностью в несколько метров — этого уже достаточно, чтобы повлиять на движение беспилотных автомобилей и работу дронов.
Как изучали возмущение
К такому выводу пришла группа исследователей из Национального университета Чэн-Кун в Тайване. Учёные проанализировали данные высокоточных наземных GPS-приёмников, которые американские научные организации используют для измерения небольших движений тектонических плит.
По времени прохождения сигналов от спутников к наземным станциям исследователи восстановили изменения концентрации свободных электронов в ионосфере. Этот электрически заряженный слой атмосферы начинается примерно на высоте 50 км. Изменение содержания электронов влияет на скорость распространения радиосигнала и, следовательно, на точность навигации.
Возмущения после запуска Artemis II оказались сильнее, чем после любого другого запуска, изученного ранее. Они были до десяти раз интенсивнее эффектов, зафиксированных после испытательных полётов SpaceX Starship, хотя стартовая тяга Starship примерно вдвое выше, чем у SLS.
Два «пробела» в ионосфере
После старта исследователи обнаружили два крупных возмущения. Первое оставила центральная ступень SLS длиной 65 м, а второе возникло после двух включений двигателя верхней ступени. Оба следа протянулись через Северную Америку с востока на запад примерно на 5000 км.
Несмотря на огромную мощность центральной ступени, наиболее заметным оказалось возмущение, созданное именно верхней ступенью. Два её включения произошли на высоте около 185 км, более чем через час после старта. Они позволили кораблю Orion покинуть гравитационное поле Земли и направиться к Луне.
Ракета, проходя через верхние слои атмосферы на сверхзвуковой скорости, создаёт ударную волну. Она на короткое время нарушает распределение электронов в ионосфере, образуя область, которую исследователи сравнили с гигантским следом. В отличие от солнечных бурь, способных нарушать работу GPS в течение нескольких дней, эффект от запуска быстро ослабевает.
«Запуски ракет с Земли в космос создают такой эффект, но мы никогда не видели подобного орбитального манёвра в межпланетной миссии», — сказал Чарльз Лин, профессор наук о Земле Национального университета Чэн-Кун и соавтор исследования. По его словам, ошибка в пару метров может заставить беспилотный автомобиль перестроиться в другой ряд.
Исследование опубликовано в виде препринта в журнале Geophysical Research Letters. Учёные отмечают, что по мере роста числа полётов к Луне и Марсу влияние таких космических погодных эффектов может стать более значительным.
