Onze geschiedenis van de Koude Oorlog biedt wetenschappers nu een kans om het complexe ruimtesysteem dat ons omringt beter te begrijpen. Ruimteweer - dat veranderingen in de magnetische omgeving van de aarde kan omvatten - wordt meestal veroorzaakt door de activiteit van de zon, maar recent vrijgegeven gegevens over nucleaire explosietests op grote hoogte hebben een nieuwe kijk gegeven op de mechanismen die verstoringen in dat magnetische systeem veroorzaken. Dergelijke informatie kan de inspanningen van NASA ondersteunen om satellieten en astronauten te beschermen tegen de natuurlijke straling die inherent is aan de ruimte.

Van 1958 tot 1962, de V.S. en de U.S.S.R. voerden tests op grote hoogte uit met exotische codenamen zoals Starfish, Argus en Teak. De tests zijn al lang afgelopen, en de doelen op dat moment waren militair. Vandaag, echter, ze kunnen cruciale informatie verschaffen over hoe mensen de ruimte kunnen beïnvloeden. De testen, en ander door de mens veroorzaakt ruimteweer, zijn de focus van een uitgebreide nieuwe studie gepubliceerd in Ruimtewetenschap beoordelingen .

"De tests waren een door mensen gegenereerd en extreem voorbeeld van enkele van de ruimteweereffecten die vaak door de zon worden veroorzaakt, " zei Phil Erickson, adjunct-directeur bij MIT's Haystack Observatory, Westford, Massachusetts, en co-auteur van het papier. "Als we begrijpen wat er gebeurde in de enigszins gecontroleerde en extreme gebeurtenis die werd veroorzaakt door een van deze door de mens veroorzaakte gebeurtenissen, we kunnen de natuurlijke variatie in de nabije ruimteomgeving gemakkelijker begrijpen."

Over het algemeen, ruimteweer? welke invloed heeft op het gebied van de nabije aarde waar astronauten en satellieten reizen? wordt meestal bepaald door externe factoren. De zon zendt miljoenen hoogenergetische deeltjes uit, de zonnewind, die door het zonnestelsel raast voordat hij de aarde en zijn magnetosfeer tegenkomt, een beschermend magnetisch veld rond de planeet. De meeste geladen deeltjes worden afgebogen, maar sommigen vinden hun weg naar de ruimte nabij de aarde en kunnen onze satellieten beïnvloeden door de elektronica aan boord te beschadigen en de communicatie- of navigatiesignalen te verstoren. Deze deeltjes, samen met de elektromagnetische energie die ermee gepaard gaat, kan ook aurora's veroorzaken, terwijl veranderingen in het magnetische veld stromen kunnen veroorzaken die elektriciteitsnetten beschadigen.

De Koude Oorlog-tests, die explosieven tot ontploffing brachten op een hoogte van 16 tot 250 mijl boven het oppervlak, enkele van deze natuurlijke effecten nagebootst. Bij ontploffing, een eerste explosiegolf verdreef een uitdijende vuurbal van plasma, een heet gas van elektrisch geladen deeltjes. Dit veroorzaakte een geomagnetische storing, die de magnetische veldlijnen van de aarde vervormde en een elektrisch veld op het oppervlak veroorzaakte.

Sommige tests creëerden zelfs kunstmatige stralingsgordels, verwant aan de natuurlijke stralingsgordels van Van Allen, een laag geladen deeltjes die op hun plaats wordt gehouden door de magnetische velden van de aarde. De kunstmatig gevangen geladen deeltjes bleven wekenlang in aanzienlijke aantallen, en in één geval jaar. Deze deeltjes, natuurlijk en kunstmatig, kan de elektronica op hoogvliegende satellieten beïnvloeden - sommige faalden zelfs als gevolg van de tests.

Hoewel de geïnduceerde stralingsgordels fysiek vergelijkbaar waren met de natuurlijke stralingsgordels van de aarde, hun gevangen deeltjes hadden verschillende energieën. Door de energieën van de deeltjes te vergelijken, het is mogelijk om onderscheid te maken tussen de door splijting gegenereerde deeltjes en de deeltjes die van nature in de Van Allen-gordels voorkomen.

Andere tests bootsten andere natuurlijke fenomenen na die we in de ruimte zien. De Teak-test, die plaatsvond op 1 augustus 1958, was opmerkelijk voor de kunstmatige aurora die het gevolg was. De test werd uitgevoerd boven Johnston Island in de Stille Oceaan. Op dezelfde dag, het Apia Observatorium in West-Samoa observeerde een hoogst ongebruikelijke aurora, die typisch alleen bij de polen worden waargenomen. De energetische deeltjes die door de test vrijkwamen, volgden waarschijnlijk de magnetische veldlijnen van de aarde naar de Polynesische eilandnatie, het opwekken van de aurora. Observeren hoe de tests aurora veroorzaakten, kan inzicht geven in wat ook de natuurlijke poollichtmechanismen zijn.

Later datzelfde jaar, toen de Argus-tests werden uitgevoerd, effecten werden over de hele wereld gezien. Deze tests werden uitgevoerd op grotere hoogten dan eerdere tests, waardoor de deeltjes verder rond de aarde kunnen reizen. Sudden geomagnetic storms were observed from Sweden to Arizona and scientists used the observed time of the events to determine the speed at which the particles from the explosion traveled. They observed two high-speed waves:the first travelled at 1, 860 miles per second and the second, less than a fourth that speed. Unlike the artificial radiation belts, these geomagnetic effects were short-lived, lasting only seconds.

Atmospheric nuclear testing has long since stopped, and the present space environment remains dominated by natural phenomena. Echter, considering such historical events allows scientists and engineers to understand the effects of space weather on our infrastructure and technical systems.

Such information adds to a larger body of heliophysics research, which studies our near-Earth space environment in order to better understand the natural causes of space weather. NASA missions such as Magnetospheric Multiscale (MMS), Van Allen Probes and Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms (THEMIS) study Earth's magnetosphere and the causes of space weather. Other NASA missions, like STEREO, constantly survey the sun to look for activity that could trigger space weather. These missions help inform scientists about the complex system we live in, and how to protect the satellites we utilize for communication and navigation on a daily basis.