Notre histoire de la guerre froide offre désormais aux scientifiques une chance de mieux comprendre le système spatial complexe qui nous entoure. La météo spatiale, qui peut inclure des changements dans l'environnement magnétique de la Terre, est généralement déclenchée par l'activité du soleil, mais les données récemment déclassifiées sur les essais d'explosion nucléaire à haute altitude ont fourni un nouveau regard sur les mécanismes qui déclenchent des perturbations dans ce système magnétique. De telles informations peuvent aider à soutenir les efforts de la NASA pour protéger les satellites et les astronautes du rayonnement naturel inhérent à l'espace.

De 1958 à 1962, les États-Unis et l'URSS ont effectué des tests à haute altitude avec des noms de code exotiques comme Starfish, Argus et teck. Les tests sont terminés depuis longtemps, et les objectifs à l'époque étaient militaires. Aujourd'hui, cependant, ils peuvent fournir des informations cruciales sur la façon dont les humains peuvent affecter l'espace. Les tests, et d'autres conditions météorologiques spatiales d'origine humaine, font l'objet d'une nouvelle étude complète publiée dans Avis sur les sciences spatiales .

"Les tests étaient un exemple extrême et généré par l'homme de certains des effets de la météo spatiale fréquemment causés par le soleil, " a déclaré Phil Erickson, directeur adjoint à l'observatoire Haystack du MIT, Westford, Massachusetts, et co-auteur de l'article. "Si nous comprenons ce qui s'est passé dans l'événement quelque peu contrôlé et extrême qui a été causé par l'un de ces événements provoqués par l'homme, nous pouvons plus facilement comprendre la variation naturelle dans l'environnement proche de l'espace."

Dans l'ensemble, météo spatiale ? qui affecte la région de l'espace proche de la Terre où voyagent les astronautes et les satellites ? est généralement déterminé par des facteurs externes. Le soleil envoie des millions de particules de haute énergie, le vent solaire, qui parcourt le système solaire avant de rencontrer la Terre et sa magnétosphère, un champ magnétique protecteur entourant la planète. La plupart des particules chargées sont déviées, mais certains se frayent un chemin dans l'espace proche de la Terre et peuvent avoir un impact sur nos satellites en endommageant l'électronique embarquée et en perturbant les communications ou les signaux de navigation. Ces particules, ainsi que l'énergie électromagnétique qui les accompagne, peut aussi provoquer des aurores, tandis que les changements dans le champ magnétique peuvent induire des courants qui endommagent les réseaux électriques.

Les épreuves de la guerre froide, qui a fait exploser des explosifs à des hauteurs de 16 à 250 milles au-dessus de la surface, a imité certains de ces effets naturels. Lors de la détonation, une première onde de choc a expulsé une boule de feu de plasma en expansion, un gaz chaud de particules chargées électriquement. Cela a créé une perturbation géomagnétique, qui a déformé les lignes de champ magnétique de la Terre et induit un champ électrique à la surface.

Certains des tests ont même créé des ceintures de radiation artificielles, semblable aux ceintures de radiation naturelles de Van Allen, une couche de particules chargées maintenues en place par les champs magnétiques de la Terre. Les particules chargées piégées artificiellement sont restées en nombre important pendant des semaines, et dans un cas, années. Ces particules, naturel et artificiel, peut affecter l'électronique sur les satellites volant à haute altitude - en fait, certains ont échoué à la suite des tests.

Bien que les ceintures de rayonnement induit soient physiquement similaires aux ceintures de rayonnement naturel de la Terre, leurs particules piégées avaient des énergies différentes. En comparant les énergies des particules, il est possible de distinguer les particules générées par la fission et celles naturellement présentes dans les ceintures de Van Allen.

D'autres tests ont imité d'autres phénomènes naturels que nous voyons dans l'espace. L'épreuve du teck, qui a eu lieu le 1er août 1958, était remarquable pour l'aurore artificielle qui en a résulté. Le test a été mené au-dessus de l'île Johnston dans l'océan Pacifique. Le même jour, l'observatoire d'Apia aux Samoa occidentales a observé une aurore très inhabituelle, qui ne sont généralement observés qu'aux pôles. Les particules énergétiques libérées par le test ont probablement suivi les lignes de champ magnétique de la Terre jusqu'à la nation insulaire polynésienne, induisant l'aurore. Observant comment les tests ont causé l'aurore, peut également donner un aperçu de ce que sont les mécanismes auroraux naturels.

Plus tard cette même année, lors de la réalisation des tests Argus, des effets ont été observés dans le monde entier. Ces tests ont été menés à des altitudes plus élevées que les tests précédents, permettant aux particules de voyager plus loin autour de la Terre. Des orages géomagnétiques soudains ont été observés de la Suède à l'Arizona et les scientifiques ont utilisé l'heure observée des événements pour déterminer la vitesse à laquelle les particules de l'explosion ont voyagé. Ils ont observé deux ondes à grande vitesse :la première a voyagé à 1, 860 miles par seconde et la seconde, 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. Cependant, 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.