Artemis II fırlatması GPS konumlarında sapmaya yol açtı

NASA’nın Artemis II görevi, Ay çevresindeki insanlı uçuşun yanı sıra Dünya atmosferinde bıraktığı etkilerle de bilim insanlarının incelemesine konu oldu. Yeni bir araştırmaya göre görevde kullanılan Uzay Fırlatma Sistemi (SLS), iyonosferde iki büyük bozulma oluşturdu. Bu değişimler, GPS sinyallerinin atmosferden geçerek yerdeki alıcılara ulaşma biçimini etkiledi ve bazı konum ölçümlerinde birkaç metrelik sapmaya yol açtı.

Araştırmacılar, iyonosferde oluşan iki bozulma bölgesinin her birinin yaklaşık 5.000 kilometre genişliğe ulaştığını ölçtü. Yerdeki hassas GPS alıcıları bu sırada konumu birkaç metreye varan farkla hesapladı. Günlük kullanımda bu büyüklükteki sapma her zaman fark edilmeyebilir. Ancak otonom araçlar ve dronlar gibi doğru konum bilgisine dayanan sistemlerde birkaç metrelik hata, hareket kararlarını etkileyebilir.

Fırlatmanın farklı aşamaları ayrı izler bıraktı

Tayvan’daki Ulusal Cheng Kung Üniversitesi’nden araştırmacıların yürüttüğü çalışma, Geophysical Research Letters dergisinin çevrimiçi ön baskısında yayımlandı. Ekip, deprem araştırmalarında da kullanılan yüksek hassasiyetli yer tabanlı GPS alıcılarından yararlandı. Bu cihazlar konum değişimlerini hassas biçimde izleyebildiğinden, roket fırlatmasının atmosfer üzerindeki etkisini ölçmeye imkân sağladı.

Çalışmanın bulgularına göre bozulmalar, SLS’nin farklı uçuş aşamalarıyla bağlantılıydı. Roketin 65 metre uzunluğundaki ana kademesi ilk izi oluşturdu. Üst kademenin gerçekleştirdiği iki ateşleme ise ikinci bozulma bölgesiyle ilişkilendirildi. Araştırmacılar, SLS’nin neden olduğu değişimin SpaceX’in Starship testlerinde gözlemlenen bozulmadan yaklaşık on kat daha şiddetli olduğunu belirtti.

İyonosfer, deniz seviyesinden yaklaşık 48 kilometre ile 965 kilometre arasına uzanan, atmosferin iyonlaşmış üst bölümüdür. Radyo sinyallerinin Dünya çevresinde yayılmasında rol oynayan bu katmandaki değişimler, uydu sinyallerinin alıcıya ulaşma biçimini etkileyebilir. GPS uyduları yaklaşık 20.200 kilometre yükseklikte yörüngede dönüyor. Sinyaller yeryüzüne ulaşırken atmosfer katmanlarından geçtiği için, iyonosferdeki değişiklikler sinyalin izlediği yolu ve alıcının hesapladığı konumu etkileyebiliyor. Araştırmanın bulgusu, uyduların yörüngesindeki bir değişime değil, sinyalin alıcıya ulaşana kadarki yolculuğuna işaret ediyor.

Konum hatası otonom sistemleri etkileyebilir

Günlük GPS kullanımında birkaç metrelik sapma her durumda belirgin bir sorun yaratmayabilir. Buna karşılık otonom sistemlerin çevrelerini ve konumlarını hassas biçimde değerlendirmesi gerekiyor. Araştırmanın ortak yazarlarından Profesör Charles Lin, bu ölçekte bir hatanın sürücüsüz bir aracın şerit değiştirme kararını etkileyebileceğini belirtti. Dronlar da konumlarını GPS verileriyle hesapladıkları için benzer sapmalardan etkilenebilir.

Bu sonuçlar, her roket fırlatmasının GPS hizmetini keseceği ya da tüm kullanıcıların konum bilgisinde hata yaşayacağı anlamına gelmiyor. Araştırmanın gösterdiği, büyük roketlerin iyonosferde ölçülebilir değişiklikler yaratabildiği ve bu değişikliklerin hassas alıcıların ölçümlerine yansıyabildiği. Etkinin boyutu; fırlatma koşullarına ve kullanılan konumlandırma sistemlerine bağlı olarak ele alınmalı.

Çalışmada elde edilen ölçümler, roket fırlatmalarının etkilerinin yalnızca uzay aracı ve görev planlamasıyla sınırlı olmadığını da gösteriyor. İyonosferdeki değişimler, Dünya’da kullanılan uydu tabanlı konumlandırma hizmetleri açısından da incelenebilir. Özellikle hassas GPS ölçümleriyle çalışan araç ve sistemlerde, sinyalin atmosferden geçerken karşılaştığı koşulları anlamak önem taşıyor.

Ay ve Mars görevlerinin artmasıyla roket faaliyetlerinin atmosfer ve uydu tabanlı hizmetlerle etkileşimi daha fazla araştırma konusu olabilir. Artemis II verileri, büyük fırlatmaların Dünya’daki navigasyon teknolojileri üzerindeki etkisini ölçmenin mümkün olduğunu ortaya koyuyor. Otonom araç ve dronların konum bilgisine daha fazla dayandığı bir ortamda, atmosferdeki kısa süreli değişimlerin ne zaman ve hangi koşullarda ölçümleri etkilediğini anlamak, bu sistemlerin güvenilirliği açısından önem kazanıyor.