Продолжая активные запуски, — компания стремится к 100 успешным запускам за 2023 год — SpaceX стала причиной возникновения «атмосферных дыр», вызывающих озабоченность среди учёных.

Астрономы обнаружили новое явление, которое они назвали «северным сиянием, возникающим в результате падения ракетных ускорителей SpaceX». При таких падениях временно образуются дыры в ионосфере, что вызывает красное свечение, напоминающее северное сияние.

Уже на протяжении многих лет известно, что ракетные запуски могут создавать дыры в верхней ионосфере — слое атмосферы на высоте от 80 до 644 километров над земной поверхностью, где воздух ионизирован. В результате таких дыр газовые молекулы в ионосфере возбуждаются и испускают яркий красный свет, подобный северному сиянию.

Широкая полоса красного света над Аризоной после запуска SpaceX  Falcon 9 в июле.
Источник: Jeremy Perez

Например, в июле ракета SpaceX Falcon 9 создала дыру над Аризоной, а в сентябре ракета Космических войск США пробила ионосферную дыру над Калифорнией, что привело к появлению слабого красноватого сияния. Недавно астрономы из Обсерватории Макдональд в Техасе заметили аналогичное красное свечение после выхода ракеты Falcon 9 из земной атмосферы.

Впервые «северное сияние SpaceX» было замечено астрономами в феврале, и сейчас они видят 2 или более таких случаев каждый месяц, как сообщает Стивен Хаммел, астроном из Обсерватории Макдональд.

Возникновение дыр в ионосфере связано с выпуском ракетного топлива в ионосферу во время её запуска. Это приводит к рекомбинации или возвращению ионизированных атомов в обычные газовые молекулы, что вызывает красное свечение, аналогичное северному сиянию, вызванному солнечным излучением. При этом образуется своеобразная «дыра» в окружающей плазме или ионизованном газе. Однако эти дыры закрываются через 10-20 минут в результате повторного ионизирования молекул.

Ускорители SpaceX выпускают топливо во время падения, чтобы предотвратить падение на населённые районы и направить обломки в Атлантический океан. Образующиеся дыры обычно возникают над центральными и южными штатами США через 90 минут после запуска на высоте около 300 километров. Они имеют более круглую форму по сравнению с дырами, образующимися во время старта ракеты, и, соответственно, свечение, образующееся в результате этих дыр, также имеет более сферическую форму и не остаётся на долгое время.

Несмотря на то, что ионосферные дыры не представляют опасности для жизни на Земле, их воздействие на астрономические наблюдения до сих пор не оценено в полной мере. Изменения в ионосфере также могут влиять на радиосвязь на коротких волнах и сигналы GPS.

Изучение этих дыр может помочь учёным получить больше информации о химических процессах, происходящих в ионосфере, так как плотность ионосферы меняется из ночи в ночь, и такие события могут помочь разгадать их природу, согласно комментарию физика Джеффри Баумгарднера из Бостонского университета.

Кроме того, ракеты SpaceX создают и другие световые эффекты. Во время падения ракетных ускорителей они выпускают оставшееся топливо в верхних слоях атмосферы, что создаёт облако мелких ледяных кристаллов. В определённых условиях эти кристаллы могут отражать солнечный свет, освещённое топливо создаёт яркие спирали на ночном небе, которые прозвали «спирали SpaceX».

В этом году наблюдатели зарегистрировали две таких спирали: первая появилась в январе над Мауна Кеа на Гавайях, а вторая в апреле во время традиционного северного сияния в Аляске.