Ракеты SpaceX создают красные полярные сияния, пробивая дыры в ионосфере
Почему учёные обеспокоены красными полярными сияниями?
Вы когда-нибудь видели красное полярное сияние? Если вы живете в северных или южных широтах, возможно, вам знакомы зеленые и розовые завесы света, которые иногда танцуют в ночном небе.
Они вызваны солнечным ветром — потоком заряженных частиц Солнца, взаимодействующим с магнитным полем и атмосферой Земли.
Читайте также
Но что, если вы увидите красное свечение, похожее на полярное сияние, но вызванное не Солнцем? Именно этому и стали свидетелями некоторых астрономов и фотографов в последние годы, и виновником является не кто иной, как SpaceX, частная космическая компания, основанная Илоном Маском.
SpaceX известна своими многоразовыми ракетами, которые могут запускать на орбиту спутники, грузы и даже людей, а затем приземляться обратно на Землю для будущих миссий. Это снижает стоимость и воздействие освоения космоса на окружающую среду, но также имеет некоторые непредвиденные последствия, пишет NWN. Одним из них является создание красных полярных сияний, или «полярных сияний SpaceX», как их некоторые называют.
Красные полярные сияния вызваны второй ступенью ракеты Falcon 9, которая доставляет полезный груз к конечному пункту назначения. После выпуска полезной нагрузки вторая ступень выполняет спуск с орбиты, что означает, что она запускает двигатели, чтобы замедлиться и снова войти в атмосферу, где она сгорает и распадается. Это сделано для того, чтобы избежать образования большего количества космического мусора, который может представлять угрозу для других спутников и космических кораблей.
Однако при спуске второй ступени она проходит через слой атмосферы, называемый ионосферой, который представляет собой область электрически заряженных молекул газа, главным образом кислорода.
Ионосфера важна для радиосвязи, поскольку она отражает и преломляет радиоволны. Именно здесь возникает большинство полярных сияний, поскольку солнечный ветер возбуждает ионы кислорода и заставляет их излучать зеленый и красный свет.
Проблема в том, что выхлоп ракеты, содержащий воду и углекислый газ, дает дополнительные электроны, которые могут рекомбинировать с ионами кислорода, превращая их обратно в атомы. Этот процесс высвобождает фотоны или частицы света с той же длиной волны, что и красные полярные сияния. В результате получается ярко-красное свечение, которое можно увидеть на расстоянии сотен миль, особенно с помощью камеры.
Красные полярные сияния могут выглядеть красиво и безобидно, но они являются признаком возмущения в ионосфере. Выхлоп ракеты создает временную дыру в ионосфере, которая может повлиять на распространение радиоволн. Это может иметь значение для навигации, связи и астрономии, а также для изучения самой ионосферы.
По словам Джеффри Баумгарднера, космического физика из Бостонского университета, красные полярные сияния - это хорошо изученное явление, возникающее при срабатывании ракетных двигателей в диапазоне высот 200–250 километров. Он сказал, что эффект аналогичен солнечной вспышке, которая также может вызвать ионосферные дыры и отключения радиосигналов.
Однако он добавил, что влияние ракет SpaceX недостаточно изучено и что необходимы дополнительные исследования для оценки потенциальных рисков и преимуществ.
Одна из проблем заключается в том, что красные полярные сияния нелегко предсказать или отслеживать. Они зависят от времени, траектории и высоты стартов ракет, а также от атмосферных условий и солнечной активности.
Они также не видны невооруженным глазом и могут быть обнаружены только с помощью специальных инструментов или камер. Это затрудняет измерение их размера, формы и продолжительности, а также оценку их воздействия на ионосферу и радиоволны.
Другая проблема заключается в том, что красные полярные сияния свойственны не только ракетам SpaceX. Известно, что в прошлом их вызывали и другие ракеты, такие как Титан IV. Более того, поскольку спрос на космические запуски растет, больше ракет из разных стран и компаний могут создать больше красных полярных сияний в будущем.
Это может создать проблему для координации и регулирования космической деятельности, а также для сохранения природной среды.