国际空间科学与高层大气物理学联合研究团队于2026年11月6日正式发布针对美国国家航空航天局（NASA）重型运载火箭“太空发射系统”（SLS）阿尔忒弥斯二号（Artemis II）载人绕月发射任务的最新观测论文：多国高空气象台站与全球导航卫星系统（GNSS）监测网数据证实，重型火箭主发动机排出的超高温水蒸气与二氧化碳羽流在穿越距地表200至400公里的电离层F层时，通过剧烈的化学复合反应引发了三次明显的局部电离层空洞效应，局部区域总电子含量（TEC）骤降达3.7个TECU，一度导致途经该空域的高精度GPS定位信号产生明显的相位闪烁与测距延迟。
阿尔忒弥斯二号火箭撕裂电离层研究披露了哪些核心物理观测与大气指标？
- 跨区域高频无线电与GPS信号监测受扰持续时效：局部等离子体耗尽区在2至3小时内完全自然复原
- 全球用于追踪本次电离层扰动的地面监测站网络：超过250个跨大西洋连续运行GNSS参考站（CORS）
空间物理学家在论文中详细阐释了这一壮观现象的化学动力学机制：SLS重型火箭四台RS-25液氢液氧发动机与上方推进级在点火攀升过程中，每秒向极端稀薄的高层热层大气喷射数吨水蒸气和氢分子。在电离层中，这些中性水分子与环境中的氧正离子（O+）发生极其迅速的电荷交换反应，生成大量水合氢离子并随后与自由电子发生解离复合。自由电子在短短数分钟内被大规模快速“中和吞噬”，如同在地球导电等离子体外壳上被高速穿刺出一个巨大的不可见空洞。
电离层等离子体空洞对高精度卫星导航与超视距雷达带来何种实际干扰？
尽管所谓的“撕裂空洞”属于暂态物理扰动而非永久性大气损伤，但其对现代高敏通信与精密制导系统的影响不容忽视。
当GPS卫星发射的L1与L2波段载波信号穿越这种局部电子密度剧烈突变的耗尽区时，由于介质折射率的非均匀跳变，地面双频接收机捕获的信号会出现几米至十几米的伪距测距偏差，并诱发高频载波相位周跳（Cycle Slips）。在火箭发射弹道下方的西大西洋局部海域，部分民航客机与远洋货轮报告了短时间的差分GPS精度下降现象；与此同时，依靠电离层反射传播的高频（HF）超视距雷达也在该空域观测到了回波衰减与多普勒频移畸变。
商业与深空超重型运载火箭高频发射对地球近地空间环境保护带来何种新课题？
这项研究的公布，恰逢全球航天工业全面迈向超重型火箭密集发射的新纪元。
随着NASA阿尔忒弥斯登月工程、SpaceX星舰（Starship）以及全球商业重型运载工具的发射频次从过去的每年数次飙升至未来的数十甚至上百次，人类巨型火箭羽流对地球高层中性大气与电离层等离子体环境的累积扰动效应已正式从单纯的学术探究演变为紧迫的空间环境工程课题。国际空间科学界呼吁，全球主要航天大国应建立统一的火箭发射电离层环境通报与临近空间预警机制，通过优化上面级点火高度与轨道倾角，将天基运载对民航导航与卫星通信网络的影响降至最低。
