悪天候の宇宙天気がアフガニスタンの致命的な銃撃戦を引き起こした可能性

新たな研究によると、アフガニスタンのタクル・ガールの戦いで、宇宙天気の一種であるプラズマバブルによる混乱が原因で、アメリカ兵3人が死亡した可能性があるという。

宇宙天気は通常、激しい太陽活動や磁気嵐と関連している。しかし、こうした活発な現象以外でも、地球の電離層に自然発生する変動が、さまざまな技術の妨げとなる可能性がある。

電離層の赤道プラズマバブル（EPB）はその一例であり、世界中の低緯度地域で衛星通信や GPS などの全地球衛星ナビゲーション システムに日常的な障害を引き起こしています。

宇宙天気誌に掲載された新たな研究によると、2002年にアフガニスタンで行われたアナコンダ作戦中に無線通信が途絶えた原因はプラズマバブルだった可能性があることが判明した。

タクル・ガルの戦い

この戦闘中、MH-47 チヌーク ヘリコプターに搭乗した即応部隊 (QRF) が、シャヒコット渓谷の上部と下部を分ける尾根に釘付けになっていた海軍特殊部隊 SEALs のチームを支援するために派遣されました。

着陸地点が「危険」であることを QRF に何度も伝えようとしたが、衛星通信の失敗で妨げられた。言うまでもなく、QRF はこの重要なメッセージを受け取ることはなく、この通信障害によりチヌークは日の出直後に激しい敵の砲火を受けて墜落し、その後の銃撃戦で 3 名の死者が出たと報告されている。

この戦闘中の通信障害の原因は、後にヘリコプターに搭載されたUHF無線の性能の悪さと地形による無線妨害であるとされた。

しかし、宇宙科学者によるこの事件の再分析により、戦闘中にアフガニスタン上空で観測された電離層のプラズマ泡が原因だった可能性があるという強力な証拠が得られた。

プラズマバブルが衛星通信やナビゲーションに悪影響を及ぼすことは、宇宙科学者の間ではよく知られています。そのため、電離層プラズマバブルの発生原因、発生時期、電波への影響などを理解することは、この分野の最優先事項となっています。

プラズマバブルとは何ですか?

プラズマ バブルは、その名前が示すように、本質的には低密度プラズマの泡であり、地球の上層大気で高密度プラズマに上昇します。このバブルは、日没直後に引き起こされるプラズマの不安定性、つまり一般化レイリー テイラー不安定性によって発生します。

この状況は、重い流体が軽い流体の上に置かれ、軽い流体が重い流体に向かって上昇し、重い流体が重力によって下方に流れるのと似ています。

電離層の泡との唯一の違いは、その漂流が電場と磁場によって制御されることです。これらの泡は、その中を伝播するあらゆる電波に強い影響を与え、シンチレーションと呼ばれる振幅と位相のランダムな変動を引き起こします。

GPS 受信機の観点から見ると、信号は通常の GPS 信号とは似ておらず、受信機は最終的に衛星のロックを失います。深刻な状況では、一連の隣接するプラズマ バブルが地平線から地平線まで広がり、GPS の測位とタイミングに重大なエラーが生じる可能性があります。

同様に、衛星通信を使用する無線受信機は、メッセージを中継する衛星にロックする必要があります。信号が歪むと、最終的には、2002 年のアナコンダ作戦で発生したのと同様の通信不能につながる可能性があります。

プラズマバブルの予測

こうしたプラズマ バブル イベントの予測は、依然として研究の大きな関心を集めています。プラズマ バブルの発生に関する季節的な気候学は、数十年にわたる観測によって比較的よく文書化され、理解されています。

ほとんどの経度において、プラズマバブルは春分・秋分・冬分の月にはほぼ毎晩発生することが分かっています。これには「アナコンダ作戦」が行われた3月や、現在の9月の春分・秋分・冬分期間も含まれます。

しかし、プラズマバブルの特性における短期的な変動（日ごと、時間ごと）を理解し、正確に記述することは、依然として課題となっています。

そうは言っても、プラズマバブルがなぜある日には発生し、次の日には発生しなかったのかという理解については、最近では進歩が遂げられています。

しかし、ハリケーンや熱帯暴風雨などの対流圏の気象が電離圏プラズマバブルの発生に及ぼす潜在的な影響など、未解決の研究課題がまだ数多く残っています。

2013年のオーストラリア国防白書には次のように記されている。

オーストラリア国防省が衛星通信に大きく依存していることが、RMIT の宇宙研究センターがオーストラリアの電離層予測サービスおよびボストン カレッジの科学研究所と提携してこの国際的な研究活動に参加した主な理由の 1 つです。

私たちの最終的な目標は、防衛だけでなく、衛星測位およびタイミング信号を使用するすべての人にとって潜在的に有用な、地球規模の電離層シンチレーション予測システムを開発することです。

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* この記事は、著者の要請により、冒頭の段落の「部隊」という単語を「兵士」に置き換えるよう2014年9月25日に編集されました。

ブレット・カーターは、ビクトリア州ポスドク研究フェローシッププログラムとオーストラリア研究会議から資金援助を受けています。

ジョン・レテラーはアメリカ空軍研究所から資金援助を受けている。

この記事はもともと The Conversation に掲載されました。元の記事を読む。