Der Mensch beeinflusst quasi alle Teile der Erde - auch die Luft.

Als die «Starship»-Rakete von SpaceX im vergangenen Jahr beim ersten Testflug explodierte, entstanden nicht nur viel Feuer und Rauch - auch ein Teil der Atmosphäre veränderte sich. In großer Höhe sei ein besonders großes Loch entstanden, schreiben Forschende im Fachblatt «Geophysical Research Letters». Es habe sich über tausende Kilometer erstreckt und fast eine Stunde existiert.

Bei dem Loch handelt es sich der Studie zufolge um ein Gebiet, in dem die Luft neutralisiert wurde. Denn dort, in der sogenannten Ionosphäre in einer Höhe von etwa 60 bis 1.000 Kilometern, sind normalerweise elektrisch geladene Teilchen vorhanden. Durch den «Starship»-Flug verringerte sich die Zahl dieser Teilchen, weil die Verbrennung des Raketentreibstoffs zum Ladungsaustausch führte. 

Erstautor Juri Jasjukewitsch vom Institut für Solar-Terrestrische Physik im russischen Irkutsk sagte «Nature», die Abgase verschiedener Raketen könnten vorübergehende Löcher erzeugen - in diesem Fall sei der Effekt aber besonders groß gewesen, auch durch die Stoßwellen der Explosionen.

Auch Vulkanausbruch riss ein gewaltiges Loch

Die Ionosphäre reagiere auf verschiedene Dinge, heißt es in der Studie weiter. So könne sie sich bei Sonneneruptionen verändern, bei großen Meteoriten, außerdem bei Ereignissen auf der Erdoberfläche wie Erdbeben oder Vulkanausbrüchen. Die Auswirkungen des «Starship»-Starts auf die Ionosphäre seien vergleichbar mit denen von großen Erdbeben oder dem Ausbruch des unterseeischen Vulkans Hunga Tonga-Hunga Ha’apai nahe des Südsee-Königreichs Tonga im Jahr 2022.

Jasjukewitsch war überrascht, wie viel Veränderung die Forschenden beobachten konnten. «Das bedeutet, dass wir die Prozesse, die in der Atmosphäre stattfinden, nicht verstehen», erklärte er. Es könne sein, dass solche Ereignisse künftig Auswirkungen auf die Satellitennavigation haben, etwa für autonome Fahrzeuge.

«Starship» ist das größte und leistungsstärkste Raketensystem, das bisher gebaut wurde. Beim Flug am 18. November 2023 von Texas aus trennte sich der «Super Heavy»-Motor nach knapp drei Minuten und explodierte kurz danach in einer Höhe von 90 Kilometern. Die obere Stufe flog weiter bis auf 149 Kilometer und explodierte ebenfalls. Die Trümmer fielen laut der Studie nordöstlich von Puerto Rico ins Meer. 

Satellitensysteme lieferten Daten

Um die Auswirkungen des «Starship»-Flugs und der Explosionen zu untersuchen, nutzten die Forschenden satellitengestützte Navigationssysteme (GNSS). Dabei kommunizieren Empfänger auf der Erdoberfläche mit Satelliten. Die Geschwindigkeit bestimmter elektromagnetischer Wellen verändert sich mit der Zahl der elektrischen Teilchen in der Ionosphäre. 

Anhand dieser Daten konnten die Forschenden feststellen, dass die Zahl der elektrischen Teilchen in einem Bereich nach dem Start abnahm. Die Störungen breiteten sich V-förmig nach Norden aus, bis in eine Entfernung von 2.000 Kilometern. «Dies scheint die erste Entdeckung eines nicht-chemischen ionosphärischen Lochs zu sein, das durch eine vom Menschen verursachte Explosion verursacht wurde», schließen sie.

Nach dem Erstflug folgten weitere unbemannte Starts von «Starships» des privaten Raumfahrtunternehmens von Tech-Milliardär Elon Musk. Beim vierten Test in diesem Juni flog die Riesenrakete eine halbe Stunde im All, ehe eine kontrollierte Landung gelang. Raumschiff und Rakete sollen künftig wiederverwendet werden können. «Starship» soll bemannte Missionen zu Mond und Mars ermöglichen.