Studie: Artemis-II-Start erzeugte ionosphärische Löcher, die GPS-Signale störten

Eine Studie von Forschern der Nationalen Cheng Kung Universität in Taiwan ergab, dass der Artemis-II-Mondstart von NASA erhebliche Störungen in der Ionosphäre der Erde verursachte, die temporäre, lokale Fehler in der GPS-Positionsbestimmung ausgelöst haben könnten.

Ionosphärische Störungen

Die Forscher analysierten Daten von hochpräzisen Netzwerken fester, bodengestützter GPS-Empfänger, die von wissenschaftlichen Einrichtungen in den USA zur Messung der winzigen Bewegungen der tektonischen Platten der Erde verwendet werden. Indem sie maßen, wie lange es dauert, bis GPS-Signale vom Weltraum zu Bodenstationen gelangen, rekonstruierten die Forscher, wie die Passage der Space Launch System (SLS)-Rakete der Artemis-II-Mission die Konzentration freier Elektronen in der Ionosphäre veränderte.

Die Messungen ergaben, dass die ionosphärischen Störungen, die durch den Artemis-II-Start verursacht wurden, bedeutender waren als alle bisher durch andere Raketenstarts verursachten Störungen und bis zu zehnmal intensiver als die nach den Teststarts von SpaceXs Starship beobachteten, die auf Basis des Startschubs doppelt so leistungsstark ist wie die SLS.

GPS-Positionsfehler

Während des Starts der Mission detektierten bodengestützte GPS-Stationen Veränderungen der ionosphärischen Elektronendichte, die Positionsfehlern von mehreren Metern entsprachen. Solche Ungenauigkeiten könnten autonom fahrende Autos leicht von der Spur abbringen und potenziell Verkehrsunfälle verursachen, so Charles Lin, Professor für Erdwissenschaften an der Nationalen Cheng Kung Universität und einer der Mitautoren der Studie.

„Ein Positionsfehler von ein paar Metern reicht aus, um ein autonomes Auto zum Spurwechsel zu veranlassen“, sagte Lin gegenüber Space.com. „Es könnte nicht nur autonom fahrende Autos, sondern auch die Positionsbestimmung von Drohnen stark beeinträchtigen.“

Die Studie fand keine Hinweise darauf, dass die Mission zu Unfällen oder Problemen mit autonom fahrenden Autos und Drohnen führte.

Zwei ionosphärische Löcher

In der Folge des Artemis-II-Starts beobachteten die Forscher zwei solche Löcher – eines, das vom 212 Fuß (65 Meter) langen SLS-Primärstufenabschnitt hinterlassen wurde, und das andere, das durch zwei nachfolgende Triebwerkszündungen der Oberstufe der Rakete verursacht wurde. In beiden Fällen erstreckten sich diese Löcher quer durch den amerikanischen Kontinent von Ost nach West wie riesige 3.100 Meilen (5.000 Kilometer) lange Kondensstreifen.

Diese beiden Zündungen in Höhen von etwa 115 Meilen (185 Kilometer) fanden mehr als eine Stunde nach dem Start statt und ermöglichten es der Orion-Kapsel, sich von der Schwerkraft der Erde zu lösen und auf Kurs zum Mond zu gehen.

„Raketenstarts vom Boden in den Weltraum erzeugen diese Art von Effekt, aber wir haben noch nie eine solche Orbitalmanöver in einer interplanetaren Mission gesehen“, sagte Lin. „In der Zukunft, wenn wir viele weitere Missionen zum Mond und zum Mars sehen werden, werden diese Weltraumwettereffekte viel bedeutender werden.“

Die Studie wurde als Preprint online im Journal Geophysical Research Letters veröffentlicht.

Warum es wichtig ist

Die Ergebnisse zeigen, dass ein einzelner Raketenstart ionosphärische Störungen verursachen kann, die groß genug sind, um die GPS-Genauigkeit über einen kontinentalen Maßstab hinweg zu beeinträchtigen. Da mehr Missionen zum Mond und zum Mars starten, sagen Forscher voraus, dass diese Weltraumwettereffekte für Technologien, die auf präziser Positionsbestimmung beruhen, wie autonom fahrende Autos und Drohnen, zunehmend bedeutender werden könnten.

Quellen (auf Englisch)

• space.com: NASA's Artemis II moon launch tore a hole in Earth's upper atmosphere so huge it disrupted GPS signals | Space
• people.com: Space Mission Created ‘Hole’ in Atmosphere, Could Have Impacted GPS: Study
• qz.com: Artemis II launch disturbed the ionosphere: 5 findings from 1 study

KI-Übersetzung des englischen Originalartikels, automatisch geprüft, damit sie dasselbe aussagt wie das Original. Die Quellen wurden auf Englisch geprüft.