根据一项新研究，在阿富汗的塔库尔加尔战役中，三名美国士兵*的死亡可能归因于等离子体气泡——一种太空天气——造成的干扰。
太空天气通常与剧烈的太阳爆发和地磁风暴有关。但即使在这些活跃事件之外，地球电离层本身的自然变化仍然会阻碍多种技术的发展。
电离层中的赤道等离子体气泡（EPBs）就是其中一种，它会导致全球低纬度地区日常的卫星通信和全球卫星导航系统（如GPS）发生中断。
这项发表在《太空天气》杂志上的新研究发现，等离子体气泡可能是2002年阿富汗“蟒蛇行动”期间无线电通信中断的原因。
塔库尔加尔战役
在这次战役中，一架MH-47“支奴干”直升机搭载的快速反应部队（QRF）被部署去支援一支被困在分隔上、下沙希科特山谷的山脊上的海军海豹突击队。
由于卫星通信的失败，反复尝试告知快速反应部队着陆区“危险”的消息被阻碍了。不用说，快速反应部队从未收到这条至关重要的信息，而这次通信中断导致“支奴干”直升机在日出后不久在猛烈的敌火下坠毁，并在随后的交火中造成三人死亡。
后来，人们将此次战役中的通信失败归咎于直升机上UHF无线电的性能不佳以及地形对无线电信号的阻挡。
然而，太空科学家对此次事件的重新分析提供了强有力的证据，表明在战役期间观察到的阿富汗上空的电离层等离子体气泡可能是导致此次事故的原因。
等离子体气泡对卫星通信和导航的不利影响，太空科学家们早已熟知。因此，理解电离层等离子体气泡——它们为何形成、何时形成以及对无线电波的影响——一直是该领域的一个优先重点。
什么是等离子体气泡？
等离子体气泡，顾名思义，本质上是低密度等离子体的气泡，它们上升到地球高层大气的高密度等离子体中。这些气泡是日落后不久触发的一种等离子体不稳定性——广义瑞利-泰勒不稳定性——的结果。
这种情况类似于较轻的流体覆盖在较重的流体之上，较轻的流体上升到较重的流体中，而较重的流体在重力作用下向下流动。
与电离层气泡唯一不同的是，电场和磁场控制着它们的漂移。这些气泡会强烈影响任何穿过它们的无线电波，导致幅度（amplitude）和相位（phase）发生随机波动，这被称为闪烁（scintillations）。
从GPS接收机的角度来看，信号不再类似于正常的GPS信号，接收机最终会与卫星失去锁定。在严重的情况下，一系列相邻的等离子体气泡可以从地平线延伸到地平线，造成严重的GPS定位和计时误差。
同样，使用卫星通信的无线电接收机需要锁定中继消息的卫星。信号的失真最终可能导致通信中断，类似于2002年“蟒蛇行动”期间发生的情况。
预测等离子体气泡
这些等离子体气泡事件的预测仍然是激烈研究的课题。经过数十年的观测，等离子体气泡发生的季节性气候学已经相对充分地记录和理解。
我们知道，在大多数经度上，等离子体气泡几乎每晚都会在春分月期间发生，包括“蟒蛇行动”发生的3月以及当前的9月春分期。
但是，我们仍然面临着理解和准确描述等离子体气泡特性的短期变化——逐日和逐时——的挑战。
尽管如此，近期的进展在理解为什么某一天会发生等离子体气泡，而第二天却不会发生方面，已经取得了进展。
但是，仍然存在许多开放的研究问题，例如，对流层天气——如飓风和热带风暴——对电离层等离子体气泡发生的影响。
2013年澳大利亚国防白皮书指出：
澳大利亚国防军对卫星通信的如此严重依赖，是我们RMIT大学太空研究中心与澳大利亚电离层预报服务中心和波士顿学院科学研究所合作，加入这项国际研究的主要原因之一。
我们的最终目标是开发一个全球电离层闪烁预报系统，该系统不仅可能对国防有用，而且对任何使用卫星定位和计时信号的人都有用。
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* 本文于2014年9月25日根据作者要求进行编辑，将开头段落中的“部队”一词替换为“士兵”。
Brett Carter获得了维多利亚博士后研究奖学金计划和澳大利亚研究委员会的资助。
John Retterer获得了美国空军研究实验室的资助。
本文最初发表在The Conversation上。阅读[原文](https://theconversation.com//bad-space-weather-may-have-caused-fatal-afghan-gun-battle-32081)。
