Продолжая активные запуски (компания стремится к 100 успешным запускам за 2023 год), SpaceX стала причиной возникновения «атмосферных дыр», вызывающих озабоченность 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 газовые молекулы в ионосфере возбуждаются и испускают яркий красный свет, подобный северному сиянию.
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 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. Соответственно, свечение, появляющееся в результате, 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 северного сияния, в Аляске.