研究：阿尔忒弥斯二号发射在电离层造成空洞，干扰了GPS信号

台湾国立成功大学（National Cheng Kung University）研究人员的一项研究发现，美国国家航空航天局（NASA）的阿尔忒弥斯二号（Artemis II）月球发射在地球电离层中造成了显著扰动，可能引发了暂时的、局部的GPS定位误差。

电离层扰动

研究人员分析了由美国科研机构用于测量地球构造板块微小运动的高精度固定地面GPS接收机网络的数据。通过测量GPS信号从太空传播到地面站所需的时间，研究人员重建了阿尔忒弥斯二号（Artemis II）任务中的太空发射系统（SLS）火箭经过时，电离层中自由电子浓度的变化情况。

测量结果显示，阿尔忒弥斯二号（Artemis II）发射造成的电离层扰动比迄今为止任何其他火箭发射造成的扰动都更显著，其强度高达SpaceX星舰（Starship）试射后观测到的扰动的十倍，尽管星舰（Starship）的起飞推力是SLS的两倍。

GPS定位误差

在任务发射期间，地面GPS站检测到电离层电子密度的变化，相当于数米的定位误差。国立成功大学（National Cheng Kung University）地球科学教授、该论文的共同作者之一查尔斯·林（Charles Lin）表示，这种不准确性很容易使自动驾驶汽车偏离轨道，可能导致交通事故。

“几米的定位误差足以导致自动驾驶汽车变道，”林告诉Space.com。“这不仅对自动驾驶汽车有强烈影响，对无人机的定位也是如此。”

该研究未发现任何证据表明该任务导致了自动驾驶汽车或无人机的碰撞或问题。

两个电离层空洞

在阿尔忒弥斯二号（Artemis II）发射之后，研究人员观察到了两个这样的空洞——一个是由65米（212英尺）长的SLS核心级留下的，另一个是由火箭上面级的两次后续推进器燃烧引起的。在这两种情况下，这些空洞像巨大的3,100英里（5,000公里）长的凝结尾迹一样横跨美洲大陆，从东到西延伸。

这两次燃烧发生在约185公里（115英里）的高度，发生在起飞一个多小时之后，使猎户座（Orion）飞船摆脱地球引力并前往月球。

“从地面到太空的火箭发射会产生这种影响，但我们从未在星际任务中看到过这种轨道机动，”林说。“在未来，随着我们将看到更多前往月球和火星的任务，这些空间天气效应将变得更为显著。”

该研究作为预印本在线发表在《地球物理研究快报》（Geophysical Research Letters）期刊上。

为何重要

研究结果表明，单次火箭发射造成的电离层扰动大到足以在大陆尺度上影响GPS精度。研究人员表示，随着更多任务前往月球和火星，这些空间天气效应可能对依赖精确定位的技术（如自动驾驶汽车和无人机）产生更显著的影响。

来源（英文）

• 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

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