Суборбітальна ракета SpEED Demon, запущена з майданчика NASA Wallops у Вірджинії 24 серпня 2022 року, вперше зазирнула всередину спорадичного шару E одразу з п’яти точок. Усередині шару вона відстрелила чотири зонди-дропсонди, які розлетілися від основного корисного навантаження й одне від одного: кожен вимірював плазму вздовж власної траєкторії та передавав дані на наземні станції. Результати команди Embry-Riddle Aeronautical University щойно вийшли в Journal of Geophysical Research: Space Physics.
Спорадичні шари E — це залишки метеорів. Згорілий пил лишає в іоносфері сліди заліза, магнію та інших металів, які час від часу збиваються в щільні хмароподібні пласти на висоті близько 100 кілометрів. Побачити їх оком неможливо, зате їх чудово «бачать» радіохвилі. Керівник місії Арох Барджатя, професор інженерної фізики в Embry-Riddle, називає ці шари гігантськими радіодзеркалами в небі: сигнал, який мав піти в космос, рикошетить назад до землі. Авіадиспетчери й морські радисти ловлять далекі передачі як місцеві, загоризонтні радари малюють «привидів» — хибні цілі. Головний автор дослідження Генрі Валентайн, який зараз працює в Дослідній лабораторії ВМС США, додає буденнішу деталь: найбільше джерело похибки GPS у вашому телефоні — плазма іоносфери, і спорадичні шари роблять свій внесок у цю невизначеність.
Для метеозондів вони зависоко, для супутників — занизько, а з’являються і зникають без попередження, тож лишаються тільки метеорологічні ракети, які можна підняти за короткий час. Але одна ракета летить однією лінією. Барджатя порівнює це з підгляданням крізь щілину в стіні: видно вузьку смугу, а що діється праворуч і ліворуч — невідомо. Чотири дропсонди перетворили щілину на паркан зі штахет.
Картина за штахетами виявилася куди складнішою, ніж очікували. Замість гладкого щільного млинця з металевих частинок датчики зафіксували нерівну структуру, перемішану турбулентними потоками нейтрального повітря — Валентайн порівнює її радше з булочкою з корицею. На спуску шар узагалі розділився на два піки, і форма збіглася з тією, яку дають нестійкості Кельвіна-Гельмгольца — ті самі загини «хвиль, що ламаються», які видно у звичайних хмарах. Прямо виміряти локальні вітри й електричні поля політ не міг, тому команда обережно називає це пояснення правдоподібним.
SpEED Demon задумували як демонстрацію технології — перевірку, чи спрацює трюк із відстрілюваними зондами взагалі. Спрацював, і метод одразу пішов у роботу: ракети з кількома зондами запускали в тінь кільцевого затемнення жовтня 2023-го і повного квітня 2024-го, а в червні 2025 року прямий нащадок місії, SpEED, полетів у спорадичні шари з атола Кваджалейн на Маршаллових островах. Там, ближче до магнітного екватора, силові лінії поля йдуть паралельно поверхні, і стандартний механізм утворення шарів працювати не мав би. Шари все одно з’являються.