Ученые обнаружили необычные последствия в ионосфере в результате взрыва сверхтяжелого космического корабля Starship 18 ноября 2023 года. Статья, посвященная этим исследованиям, опубликована в журнале первого квартиля Geophysical Research Letters – ведущем научном журнале по геофизике в мире https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2024GL109284. Над проектом работали ученые Института солнечно-земной физики СО РАН – доктор физико-математических наук Юрий Ясюкевич, научный сотрудник Артем Веснин, кандидаты физико-математических наук Валентин Лебедев и Артем Падохин, а также профессор Эльвира Астафьева и PhD Борис Малецкий из Парижского института физики Земли (Франция).
Напомним, что 18 ноября 2023 года компания SpaceX осуществляла второй испытательный полет космического корабля Starship массой пять тысяч тонн. Примерно через 2 минуты и 40 секунд после старта первая ступень отделился от космического корабля и взорвалась на высоте 90 км. Основной модуль продолжил подъем на высоту 149 км и был подорван автономной системой безопасности.
Юрий Ясюкевич рассказал, что запуск ракеты и взрыв вызвали неожиданный отклик в ионосфере – ионизированной части земной атмосферы:
- Космический корабль летел со скоростью, превышающей скорость звука, и образовывал конусообразные атмосферные ударно-акустические волны – что-то похожее на волны, идущие вслед за быстро движущимся катером. Волны имели очень большую амплитуду, но самым неожиданным было то, что наблюдалось много колебаний и что они распространялись в северном направлении. Обычно при запусках космических аппаратов наблюдают распространение волн на юг.
Кроме того, отметил ученый, взрыв космического корабля привел к образованию плазменной (ионосферной) дыры – такому состоянию ионосферы, когда из нее исчезают заряженные электроны. Обычно такие дыры образуются в результате химических процессов в ионосфере из-за взаимодействия с топливом двигателей.
- Но в этот раз все указывает на то, что топливо здесь ни при чем. Это первый случай обнаружения нехимической плазменной дыры, образовавшейся в результате техногенного взрыва.
По мнению Юрия Ясюкевича, ценность подобных наблюдений в том, что они открывают целый ряд моментов, природа которых ученым пока непонятна:
- Самые большие научные продвижения всегда связаны с возникновением противоречий между наблюдательными фактами и нашим пониманием. Почему волны в этом событии пошли на север, какова природа этих волн? Такие катастрофические явления, как взрыв корабля Starship, интересны именно потому, что можно увидеть эффекты, которые при более слабых событиях аппаратура не сможет обнаружить. Анализируя данные и разбираясь в их природе, мы глубже понимаем устройство ионосферы, природу явлений, которые в ней происходят: как заряженные частицы взаимодействует с нейтральными, как образуются нетипичные волны, которые мы наблюдали. Все это вместе работает на очень важную задачу – понять устройство околоземного космического пространства и использовать его как естественный детектор процессов в различных геосферах.