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SpaceX火箭把天空電離層捅了大窟窿,科學家擔憂對地球造成危害
2023/11/30

你是否曾經在夜空中看到過一道血紅色的光帶,或者一個發光的紅色光球?你可能以為這是一種自然的極光現象,但其實這是人造的。這些奇特的光秀是由SpaceX的火箭在上層大氣中制造出的「電離層孔洞」引起的,它們在電離層中打破臨時孔洞。這些孔洞會激發周圍的氣體分子,產生紅色的光輻射。科學家們發現了這種由SpaceX火箭創造的新型「極光」,并對它們的影響感到擔憂。這些血紅色的光秀可能對天文學和通信造成未知問題。今天,我將帶你了解SpaceX火箭是如何在天空中制造出這些光秀的,以及科學家們是如何研究它們的。

電離層是地球表面之上80到644公里的大氣部分,其中的氣體被電離或失去電子。電離層對于地球的生命和環境至關重要,它可以反射無線電波,保護我們免受太陽輻射的傷害,還可以產生美麗的極光。

然而,電離層也會受到人類活動的影響,尤其是火箭發射。當火箭穿過電離層時,它會向周圍釋放燃料,這會改變電離層的密度和化學成分。這會導致電離層中出現一些孔洞,即電離程度較低的區域。這些孔洞會影響電離層的功能,比如干擾無線電通信和GPS信號。

這些孔洞還會產生一種特殊的光秀,就是我們所說的「電離層孔洞極光」。當電離層中的氧原子重新結合成普通氣體分子時,它們會釋放出紅色的光子,就像在傳統的極光顯示中一樣。這些紅色的光子會在天空中形成一道明亮的光帶,或者一個發光的光球,取決于孔洞的形狀和大小。這些光秀通常持續10到20分鐘,然后消失。

這種現象并不是新的,數十年來,科學家們就已經知道火箭發射會在電離層中制造出孔洞和光秀。

但是,隨著SpaceX的發射次數的增加,這種現象也變得更加頻繁和明顯。SpaceX是一家私營太空探索公司,它的目標是將人類送上火星。為了實現這個目標,SpaceX開發了一種可重復使用的火箭,即獵鷹9火箭。這種火箭可以將衛星或其他載荷送入軌道,然后返回地球,降落在海上的平台上,以便再次使用。這樣可以節省成本,提高效率,也可以減少太空垃圾的產生。

然而,SpaceX的火箭在返回地球的過程中,也會在電離層中制造出孔洞和光秀。這是因為火箭的次級助推器,在從火箭分離后,會在上層大氣中釋放剩余的燃料,以便將下落的碎片操縱到南大西洋海洋著陸,而不是墜落到陸地上。這些燃料會在電離層中觸發重新結合的反應,形成紅色的光輻射。

這些光輻射被稱為「SpaceX極光」,它們與發射火箭制造的光秀有所不同,它們更小而更球形,而且出現的時間更晚,一般是在發射后約90分鐘。

德克薩斯州的麥克唐納天文台的天文學家在2月首次發現了這些SpaceX極光,現在每個月都能看到「2到5個」,麥克唐納天文台的天文學家兼外展項目協調員Stephen Hummel告訴記者。他補充說,這些紅色光球「非常明亮」且「肉眼容易看到」。他還說,這些光球通常會在距離地面約300公里的高度形成,位于美國中南部上空。

這些SpaceX極光對地球表面的生命和環境并不構成危險,但它們可能會對天文學和通信造成一些未知的影響。Hummel表示,「它們對天文科學的影響仍在評估中。

」因此,這是研究人員關注的「一個不斷增長的領域」。電離層孔洞會干擾無線電波的傳播,這可能會影響一些重要的服務,比如飛機的導航,軍事的通信,甚至是廣播電台的信號。電離層孔洞還會影響GPS信號的精度,這可能會給一些依賴于GPS的應用帶來問題,比如導航,測量,或者農業。此外,電離層孔洞還會對天文觀測造成干擾,尤其是對于那些使用無線電波望遠鏡的天文學家。這些望遠鏡可以觀測宇宙中的一些奇妙的現象,比如黑洞,脈沖星,或者星系的形成。如果電離層孔洞的出現頻率和強度增加,那麼這些觀測就會變得更加困難和不準確。

研究這些孔洞還有助于科學家更多地了解電離層。「電離層密度每天都不同,所以通過觀察許多事件,我們可以了解電離層化學的效率,這些孔洞的觀測也可以幫助我們了解太空天氣的變化,比如太陽風暴,它們會對電離層產生影響。

太空天氣是指太陽活動和太陽風對地球周圍空間環境的影響,它們會引起電離層的波動,導致一些現象,比如極光,電磁脈沖,或者衛星軌道的變化。太空天氣對于人類的太空探索和利用也是非常重要的,因為它會影響太空器的運行,航天員的安全,以及地球上的一些基礎設施。因此,監測和預測太空天氣的能力是非常必要的。

這些SpaceX極光并不是SpaceX火箭創造的唯一光秀。公司的火箭助推器在脫軌之前會旋轉并在太空中排放剩余燃料,從而形成一團微小的冰晶云。這些晶體有時會反射陽光回地球,而發光的燃料在夜空中形成明亮的螺旋,被稱為「SpaceX螺旋」。

今年已經發生了兩次較大的SpaceX螺旋:一次是在1月,被發現在夏威夷的毛納基亞上空形成;第二次是在4月,出現在阿拉斯加的傳統極光顯示期間。

這些螺旋看起來非常壯觀,但也引起了一些爭議,因為它們會干擾天文觀測,尤其是對于那些使用光學望遠鏡的天文學家。這些望遠鏡可以觀測宇宙中的一些細微的現象,比如行星,恒星,或者小行星。如果SpaceX螺旋的出現頻率和強度增加,那麼這些觀測也會變得更加困難和不準確。

SpaceX的火箭在太空中制造出的光秀,無疑是人類太空探索的一個副產品,它們展示了人類的創造力和技術的進步。但是,它們也給我們提出了一些挑戰和問題,比如它們對電離層,太空天氣,天文學,和通信的影響。這些影響可能是正面的,也可能是負面的,也可能是未知的。

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