Группа тайваньских учёных опубликовала работу, в которой оценила воздействие запусков крупнейших ракет на ионосферу Земли и, как следствие, на работу системы глобального позиционирования GPS. Авторы использовали данные наземных датчиков, зафиксировавших масштабные возмущения во время миссии Artemis II, и пришли к выводу, что подобные события способны вносить метровые ошибки в определение координат — а это критично для дронов и беспилотных автомобилей, завязанных на GPS.

Как измеряли влияние ракеты на ионосферу

Для оценки учёные воспользовались сетью станций, предназначенных для слежения за движением тектонических плит. Эти станции оснащены высокоточными GPS-приёмниками и позволяют получить наиболее точную картину состояния сети глобального позиционирования. Ионосфера простирается от 48 до 965 км над уровнем моря и содержит свободные электроны — ионизированную область верхних слоёв атмосферы. Поскольку спутники GPS находятся значительно выше — на высоте около 20 200 км, — сигналы от них до поверхности проходят через возмущённую ионосферу, что влияет на задержки и точность позиционирования.

Три эпизода возмущения за один полёт

По данным измерений, запуск ракеты миссии Artemis II 1 апреля 2026 года трижды вызывал масштабные возмущения ионосферы. Первое произошло непосредственно при старте и сопровождалось распространением акустических и гравитационных волн. Второе зафиксировано примерно через 1 час 48 минут после старта, когда были включены двигатели верхней ступени для повышения апогея орбиты. Третий эпизод возник около 25 часов после запуска при выполнении манёвра разгона на траекторию к Луне. Последние два события сопровождались особенно выраженными изменениями электронной концентрации.

Почему верхние ступени дали более сильный эффект

Наиболее масштабное возмущение связано со вторым эпизодом: оно распространилось примерно на 50 градусов долготы над Северной Америкой, то есть на порядка 5000 км. Исследователи подчёркивают, что воздействие создаётся не только механическим прохождением ракеты через атмосферу. Продукты сгорания ракетного топлива, попадая в ионизированную среду, вызывают химические реакции, снижающие концентрацию свободных электронов, а дополнительную роль играют ударные волны. Примечательно, что последующие включения двигателей, несмотря на значительно меньшую тягу по сравнению со стартовыми ускорителями SLS, вызвали более сильные возмущения, что указывает на важность высоты и условий проведения манёвров.

Что это значит для GPS и беспилотных систем

Изменение электронной концентрации влияет на скорость распространения радиосигналов GPS. По оценке авторов, такие возмущения могут приводить к ошибкам определения координат в несколько метров, что потенциально существенно для беспилотных автомобилей и дронов. При этом исследователи не приводят случаев реальных сбоев во время исторического старта с экипажем и последующих орбитальных манёвров. Отмечается, что возмущение сигналов GPS под воздействием ракеты SLS было в десять раз сильнее, чем всё, что наблюдалось во время испытаний космического корабля Starship, а будущие лунные и марсианские миссии будут воздействовать на систему ещё сильнее. Авторы призывают принять меры до того, как связанные с подобными ошибками происшествия станут реальностью.