NASA-ina istraživačka raketa prvi je put istodobno izmjerila jedan od tankih slojeva ionosfere koji mogu poremetiti radio-veze. Tijekom leta misije SpEED Demon glavni instrument i četiri odvojive sonde prošli su kroz isti sloj na različitim putanjama.
Takav raspored mjerenja otkrio je da sloj nije glatka, jednolična ploha. U njemu postoje valovite i zbijenije strukture koje se mijenjaju na udaljenostima od nekoliko desetaka kilometara. To je važan podatak za razumijevanje pojava koje povremeno zbunjuju radio, radar i satelitsku navigaciju.
Metalni tragovi meteora stvaraju radiozrcala
Sporadični E-slojevi nastaju u donjem dijelu ionosfere, na približno 100 kilometara visine. Kada meteori izgaraju, iza sebe ostavljaju atome metala poput željeza i magnezija. Vjetrovi u gornjoj atmosferi mogu te ione povremeno koncentrirati u tanke, guste listove plazme.
Takav sloj nije oblak u meteorološkom smislu i nije vidljiv ljudskom oku. Njegova je posebnost u tome što može odbijati radio-valove. Signal koji bi trebao nastaviti prema svemiru tada se može vratiti prema tlu ili stići do udaljenog prijamnika iz neočekivanog smjera.
Posljedice sežu od kratkovalnih veza do radara i GPS-a. Kontrolori leta ili pomorske službe mogu primiti signal s velike udaljenosti kao da dolazi iz obližnjeg odašiljača, dok radar može zabilježiti lažni cilj. Promjene u ionosferi mogu unijeti i dodatnu nesigurnost u izračun položaja.
Jedna raketa prije je davala samo presjek
Raketa SpEED Demon lansirana je iz NASA-ina centra Wallops u Virginiji 24. kolovoza 2022. i nosila je glavni paket instrumenata. Nakon ulaska u sporadični E-sloj ispustila je četiri sonde, takozvana mjerna tijela koja su se udaljila od glavnog tereta i nastavila mjeriti gustoću plazme na vlastitim putanjama.
Glavni instrument i sonde ukupno su promatrali pet mjesta u istom trenutku. Ranije su rakete sonde kroz ovakve slojeve prolazile samo jednom putanjom, pa su istraživači dobivali tek uski presjek. Nova metoda pokazuje i što se događa sa strane, a ne samo duž leta rakete.
Mjerenja su otkrila male nepravilnosti i sloj s dva izražena vrha gustoće. Istraživači smatraju da bi takav oblik mogao nastati zbog Kelvin-Helmholtzovih valova, odnosno vrtložnih struktura koje se razvijaju kada se slojevi zraka kreću različitim brzinama. Budući da tijekom leta nisu izravno izmjereni lokalni vjetrovi i električna polja, to tumačenje zasad ostaje moguće objašnjenje, a ne potvrđen uzrok.
Bolji podaci za radio i navigaciju
Misija je prije svega bila tehnološki pokus: trebalo je pokazati mogu li se odvojive sonde izbaciti u pravom trenutku i njihove podatke istodobno poslati na Zemlju. Pokus je uspio, pa je isti pristup iskorišten i u kasnijim raketnim kampanjama tijekom pomrčina Sunca.
Istraživači su 2025. godine sličnim sustavom promatrali sporadične E-slojeve s atola Kwajalein u Marshallovim Otocima. Buduće analize trebale bi usporediti mjerenja s različitih geografskih širina i pokazati kako se strukture mijenjaju tijekom dana, godišnjih doba i geomagnetskih poremećaja.
Svemirsko vrijeme već može promijeniti uvjete u ionosferi i utjecati na GPS, radio-veze i satelite. Nova mjerenja ne uklanjaju sve nepoznanice, ali omogućuju znatno precizniji pogled na slojeve koji su dosad bili premali i prekratkotrajni za detaljno proučavanje.
