مطالعه‌ی جدید دانشمندان روس نشان می‌دهد که انفجار یکی از موشک‌های بزرگ استارشیپ اسپیس ایکس در ارتفاع بالا در سال گذشته، به‌طور موقت حفره‌ای را در اتمسفر فوقانی زمین به‌وجود آورد. پژوهشگران می‌گویند این اولین‌بار است که این نوع آشفتگی جوی دراثر انفجار ناشی از انسان پدید می‌آید.

در ۱۸ نوامبر ۲۰۲۳ (۲۷ آبان ۱۴۰۲)، اسپیس ایکس فضاپیمای فوق‌سنگین استارشیپ خود را که بزرگ‌ترین و قدرتمندترین موشک ساخته‌شده تاکنون محسوب می‌شود، برای دومین‌بار از مرکز تولید و آزمایش استاربیس در بوکاچیکا در تگزاس جنوبی پرتاب کرد.

تقریبا چهار دقیقه بعد از برخاست، سوپرهوی یا مرحله‌ی اول موشک (قسمت بزرگ و پایینی که موتورهای اصلی را دربردارد)، طبق برنامه‌ریزی از مرحله‌ی فوقانی جدا شد؛ اما اندکی بعد، پیش از آنکه بتواند روی زمین فرود بیاید، به‌طرز غیرمنتظره منفجر شد. سپس چهار دقیقه بعد، باقی‌مانده‌ی موشک در ارتفاع تقریبا ۱۵۰ کیلومتری از سطح زمین، در انفجاری بزرگ‌تر منهدم شد.

پژوهشگران در مطالعه‌ی جدید که ۲۶ اوت در نشریه ژئوفیزیکال ریسرچ لترز منتشر شد، نشان دادند که انفجار دوم استارشیپ به‌طور موقت یکی از بزرگ‌ترین حفره‌های شناسایی‌شده تاکنون را در لایه‌ی یونوسفر جو به‌وجود آورد. در این لایه که بین ارتفاع ۵۰ کیلومتر تا تقریباً هزار کیلومتر از سطح زمین گسترده شده است، گازها یونیزه می‌شوند یا با ازدست‌دادن الکترون‌ها، به حالت پلاسما درمی‌آیند.

به‌نقل از نویسندگان مطالعه، ماهواره‌های متعدد و ایستگاه‌های بین‌المللی زمینی آشفتگی مورد بحث را شناسایی کردند. بااین‌حال، حفره‌ی پدیدآمده صرفا درحدود ۳۰ تا ۴۰ دقیقه دوام آورد و سپس به‌طور کامل ترمیم شد. پژوهشگران نتوانستند حداکثر اندازه‌ی حفره را تعیین کنند.

حفره‌های یونوسفری که دراثر فعالیت‌های انسان به‌وجود می‌آیند، پدیده‌ای جدید نیستند. دانشمندان از مدت‌ها پیش می‌دانستند که مواد شیمیایی موجود در سوخت موشک، مانند دی‌اکسید کربن و بخار آب، می‌توانند با اتم‌های اکسیژن یونیزه‌شده، واکنش دهند و با تحریک آن‌ها به بازترکیب موقت، شکاف یا سوراخی را در دریای پلاسمای یونوسفر به‌وجود آورند.

موشک‌های فالکون ۹ اسپیس ایکس هم درحین جداسازی مراحل اول و دوم بلافاصله پس از پرتاب و هم با تخلیه‌ی سوخت هنگام بازگشت به جو، به‌طور ویژه مستعد ایجاد حفره‌های یونوسفری هستند. وقتی اتم‌های درون حفره‌ها بازیونیزه و دوباره به پلاسما تبدیل می‌شوند، نوری شبیه به شفق قطبی قرمز منتشر می‌کنند و جلوه‌های نوری درخشانی را در آسمان شب پدید می‌آورند. اخترشناسان این پدیده را به اصطلاح شفق‌های اسپیس ایکس نامیده‌اند

اما به‌گفته‌ی پژوهشگران، در مورد به‌تازگی بررسی‌شده، حفره‌ی یونوسفر «به‌دلیل موج ضربه‌ای ایجادشده دراثر انفجار استارشیپ» ایجاد شد. این انفجار به‌طور موقت الکترون‌های آزاد را درون یونوسفر پراکنده و دراصل ویژگی طبیعی پلاسما را از آن حذف کرد. هر مقدار سوخت موشک که فوراً در انفجار نسوخته باشد، ممکن است آشفتگی جوی را تقویت کرده و مدت زمان آن را افزایش داده باشد. اما این مسئله عامل اصلی ایجاد حفره نبود؛ درنتیجه، پس از بازگشت پلاسما، جلوه‌های نوری شفق‌مانند به‌وجود نیامد.

پژوهشگران می‌گویند اثرات حفره‌های یونوسفر به خوبی درک نشده است و به پژوهش‌های بیشتر نیاز دارد؛ اما می‌افزایند پدیده‌های جدید یونوسفری مانند مورد اخیر، فرصت نادری را برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد منطقه‌ی مملو از پلاسما در جو فوقانی سیاره فراهم می‌کنند.

در حادثه‌ی آبان گذشته، برای دومین‌بار یکی از موشک‌های ۱۲۰ متری اسپیس ایکس درحین آزمایش پرواز منفجر شد. در اولین آزمایش در فروردین سال گذشته، استارشیپ تقریبا چهار دقیقه بعد از برخاست، در ارتفاع نزدیک به ۳۰ کیلومتری از سطح، دچار چرخش خارج از کنترل شد و به فرمان اسپیس ایکس، عمداً خود را منهدم کرد.

پژوهشگران خاطرنشان کردند که حفره‌ی یونوسفری مشابهی پس از انفجار فروردین‌ماه رخ نداد؛ زیرا آن حادثه در ارتفاعی بسیار پایین‌تر به‌وقوع پیوست و درنتیجه، امواج ضربه‌ای آن به یونوسفر نرسید.