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2026年4月1日、NASA のアルテミスIIは4人の宇宙飛行士を乗せて月へ向かいました。半世紀ぶりに人類が月の近くまで行った飛行として、打ち上げの映像は何度も流れました。その同じ日、地上のあちこちに据えられた GPS 受信機は、別の出来事を記録していました。ロケットが通ったあとの上空で、電離圏に大きな「穴」が2つあいていたのです。
台湾の国立成功大学の Charles C. H. Lin らは、この記録を解析した結果を、査読前のプレプリントとして2026年7月に公開し、Geophysical Research Letters に投稿中です。Space.com が11月4日に報じました。アルテミスIIの打ち上げが起こした電離圏の乱れは、これまでのどのロケットより大きく、スペースXのスターシップの試験飛行の最大10倍。地上の GPS では数メートルの測位誤差に相当する規模でした。
ロケットは電離圏に穴をあける
地球の上空およそ50キロメートルから上には、太陽の紫外線で大気の分子が電子と陽イオンに分かれた「電離圏」が広がっています。GPS の衛星は高度約2万キロメートルを回っているので、衛星から届く信号は必ずこの層を通ります。信号は自由な電子の多い場所でわずかに遅れるため、電子の濃さが急に変わると、受信機が計算する距離がずれ、位置が狂います。太陽嵐のときに GPS が乱れるのはこのためで、2025年11月の太陽嵐では全米で最大10メートルの誤差が出ていました（そのときの記事）。
ロケットも電離圏を乱します。機体が超音速で高層の薄い大気を突き抜けるときの衝撃波と、エンジンの排気に含まれる水や水素が、まわりの電子を一時的に消してしまうからです。あとには電子の少ない領域、つまり「穴」が残ります。太陽嵐の影響が何日も続くのに対して、ロケットの穴は短時間で埋まりますが、その間は同じように GPS の信号を狂わせます。
Lin らが使ったのは、米国の研究機関がプレートのわずかな動きを測るために運用している、高精度の固定 GPS 受信機の網です。地震の前触れを探すための設備が、そのまま上空の電子の数を測る観測網にもなります。衛星から各受信機までの信号の遅れから、ロケットが通ったあとで電離圏の電子密度がどう変わったかを面として描き出しました。
穴は2つ。大きかったのは2つ目
解析から見えたのは2つの穴でした。1つ目は、全長65メートルの SLS ロケットのコア段が、打ち上げ直後に電離圏を突き抜けたときのもの。2つ目は、打ち上げから1時間余りあとに、高度約185キロメートルで上段エンジンが2回噴射したときのものです。この噴射は、オリオン宇宙船を地球の重力から切り離して月へ送り出すためのもので、電離圏のちょうど真ん中で行われました。
どちらの穴も、南北アメリカ大陸の上空を東西に約5,000キロメートルにわたって伸び、巨大な飛行機雲のような形になりました。そして意外なことに、目立ったのは1つ目ではなく2つ目でした。地上から昇っていくコア段の莫大な推力より、電離圏の中で直接行われた上段の噴射のほうが、はるかにはっきりした穴を残していたのです。
乱れの大きさは、これまでに観測されたどのロケットの打ち上げよりも大きく、スターシップの試験飛行のあとに見られた乱れの最大10倍に達しました。スターシップは離陸時の推力で言えば SLS の2倍あります。推力の大きさではなく、「どの高さで、何回、どんな噴射をしたか」が電離圏への影響を決めている、ということになります。
数メートルの誤差が意味すること
地上の GPS 観測点が捉えた電子密度の変化は、測位の誤差にすると数メートルに相当しました。数メートルと聞くと小さく思えますが、Lin は Space.com に「2メートルほどの誤差があれば、自動運転車は車線を変えてしまう」と話しています。地図アプリで自分の位置が少しずれる程度では済まず、自動運転車やドローンの測位には強い影響が出うる、というのが Lin の見立てです。影響は一時的で場所も限られますが、ゼロではありません。
月や火星へ行く便が増えるほど
Lin がいちばん強調しているのは、2つ目の穴の意味です。地上から宇宙への打ち上げが電離圏を乱すことは以前から知られていましたが、惑星間ミッションの軌道上の噴射がこれほどの効果を起こすのは、これまで見たことがなかったと言います。月へ向かう宇宙船は、地球の周回軌道からさらに加速するために、電離圏の高さで大きな噴射を行います。これからアルテミス計画が続き、月や火星へ向かう便が増えれば、この種の「宇宙天気」は、今よりずっと重みを持つようになる、というのが Lin の見通しです。
ここで一つ確認しておくと、この研究はまだ査読を受けていないプレプリントで、著者の並びや細かな数値は、論文として出たときに確定します。それでも、固定 GPS 受信機の網で電離圏の穴を測る方法そのものは、2017年のファルコン9の打ち上げなどで実績があり、今回もその延長にあります。
月へ向かう有人飛行は、空を見上げる人々にとっては歴史的な光景でした。足元の GPS 受信機にとっては、上空に5,000キロメートルの穴が2つあいた日でした。宇宙に出ていく回数が増えるほど、この2つの見え方を同時に考える必要が出てきます。
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出典
- Lin, C. C. H. et al. (2026) “Rare reoccurring ionosphere disturbances observed during the Artemis-II Lunar flyby voyage” ESS Open Archive（査読前のプレプリント、2026年7月22日公開、Geophysical Research Letters に投稿中）https://doi.org/10.22541/essoar.15006449/v1
- Space.com “NASA’s Artemis II moon launch tore a hole in Earth’s upper atmosphere so huge it disrupted GPS signals”（2026年11月4日、Tereza Pultarova）https://www.space.com/space-exploration/launches-spacecraft/nasas-artemis-ii-moon-launch-tore-a-hole-in-earths-upper-atmosphere-so-huge-it-disrupted-gps-signals
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