Agentura DARPA proměnila ionosféru v globální senzor, který detekuje vše od jaderných testů až po návrat raket do atmosféry.
Závod o vojenskou technologickou nadvládu dosáhl nového milníku díky vývoji nástroje, který mění naše vlastní životní prostředí ve vysoce přesný senzor. Pentagonu se podařilo přeměnit atmosférickou pokrývku kolem nás v globální sledovací systém schopný odhalit vše od jaderných výbuchů až po návraty kosmických lodí, a to vše pomocí analýzy vln, které se šíří vzduchem, který dýcháme.
Agentura DARPA (Defence Advanced Research Projects Agency) vyvinula technologii nazvanou AtmoSense, která využívá zemskou ionosféru jako velmi přesný senzor pro sledování energetických událostí kdekoli na planetě. Systém kombinuje analýzu akustických a elektromagnetických vln s trojrozměrnými výpočetními modely s vysokým rozlišením.
Jak funguje systém AtmoSense
Program spuštěný v roce 2020 se zaměřuje na atmosférickou vrstvu známou jako ionosféra, která se nachází ve výšce 80 až 500 kilometrů nad mořem a je díky slunečnímu záření nabitá elektřinou. Tato vrstva má zásadní význam pro rádiovou komunikaci a GPS, protože odráží a modifikuje signály, které jí procházejí. Výzkumníci zkoumali, jak různé energetické události generují vlny, které procházejí touto vrstvou, přičemž tato data byla použita k tréninku predikčních modelů schopných následně detekovat menší poruchy.
Using the Earth’s #atmosphere / #ionosphere as a global #sensor shows promise. We’re hosting a hybrid in-person/virtual workshop April 15-17 at Embry-Riddle in Daytona Beach to share modeling tools & other results from the Atmosphere as a Sensor program. https://t.co/fwUIIZ71ji pic.twitter.com/SO0StKWssQ
— DARPA (@DARPA) April 1, 2025
Načasování tohoto vývoje se shoduje se skutečnými problémy: aktivita Slunce vrhá na Zemi satelity. Systém AtmoSense by mohl tyto události předvídat tím, že by detekoval změny v ionosférické vrstvě dříve, než k nim dojde, což by poskytlo čas na přijetí preventivních opatření. V roce 2024 provedla DARPA v Novém Mexiku kontrolované testy se šesti detonacemi o hmotnosti 1 a 10 tun, jejichž výsledky přesně odpovídaly předchozím simulacím.
„Byli jsme schopni modelovat ve 3D energii v měřítku od metrů až po tisíce kilometrů,“ vysvětlil Michael Nayak, vedoucí projektu.
Široká škála využití
Během analýz tým z Embry-Riddle University pozoroval dramatický pokles elektronů v ionosféře, který se shodoval se vstupem rakety Falcon 9 společnosti SpaceX do atmosféry. To nabývá na významu zejména v době, kdy se vědecká komunita střetává s Elonem Muskem kvůli jeho plánu vypustit 30 000 satelitů, jejichž trajektorie a opětovné vstupy by nyní mohly být sledovány s větší přesností.
AtmoSense má několik klíčových využití: dokáže odhalit podzemní jaderné testy a odpaly raket dříve než jiné systémy, přesně sledovat satelity a vesmírný odpad a varovat před zemětřesením nebo sopečnými erupcemi analýzou vln, které tyto jevy v reálném čase vyvolávají.
Systém by se mohl uplatnit také při zvyšování bezpečnosti letectví tím, že bude v reálném čase poskytovat údaje o atmosférických podmínkách, které by mohly ovlivnit dráhu letu. Kromě toho by schopnost systému AtmoSense detekovat změny v ionosféře mohla pomoci zmírnit dopady slunečních bouří, které mohou narušit komunikační a energetické sítě.
Nezahálejí ani ostatní země
Čína připravuje vesmírnou základnu poháněnou sluneční energií a pravděpodobně bude využívat stejné principy vlnové fyziky jako AtmoSense, ale pro jiné účely. Rusko zase vyvíjí podobné sledovací technologie, což podtrhuje strategický význam těchto systémů v globální vojenské a bezpečnostní oblasti.
Algoritmy vyvinuté agenturou DARPA jsou k dispozici jako nástroje s otevřeným zdrojovým kódem, ačkoli vyžadují superpočítačový výkon pro provádění dříve nemožných simulací. Tyto pokroky přesahují rámec vědy o atmosféře tím, že vytvářejí výpočetní rámec pro řešení složitých problémů v různých vědních oborech.
Je zřejmé, že USA vytvořily síť planetárního dohledu využitím samotné atmosféry. A i když se říká, že bude sloužit k předpovídání přírodních katastrof a ke zlepšení vesmírné bezpečnosti, nikdo nepochybuje o tom, že její hlavní využití bude vojenské, což posílí technologickou sílu USA v závodě o globální kontrolu.
Závěrem lze říci, že vývoj systému AtmoSense představuje významný pokrok v technologii globálního dohledu a kontroly. Vzhledem k tomu, že státy nadále soupeří o technologickou převahu, nástroje, jako je tento, nejen nově definují národní bezpečnost, ale také otevírají nové možnosti mezinárodní spolupráce v oblasti zmírňování následků katastrof a správy vesmíru.