Starlink допоміг створити карту невидимої атмосфери Землі

Супутники Starlink, відомі насамперед як засіб доступу до інтернету, стали інструментом для вивчення розрідженої атмосфери Землі. Вчені Кіотського університету застосували метод томографії, який зазвичай використовують у медичній діагностиці, щоб проаналізувати, як атмосферний опір впливає на рух апаратів.

На висоті близько 500 км газ настільки розріджений, що прямі вимірювання ускладнені. Однак він усе ще створює аеродинамічний опір, який поступово уповільнює супутники та змінює їхні орбіти. Дослідники скористалися відкритими даними про орбіти приблизно 1200 апаратів Starlink, що перебували на висоті близько 482 км, і відстежили, як зміни траєкторій відображають щільність газу. Таким чином супутники виступили як розподілені датчики в навколоземному просторі.

Результатом став перший томографічний аналіз термосфери — двовимірна карта, що показує варіації щільності верхньої атмосфери залежно від географічного положення. Метод дозволяє вивчати не лише зміни з часом або висотою, а й відмінності між різними районами планети. Отримані дані узгоджуються з незалежними вимірюваннями супутників ESA Swarm.

Термосфера, що простягається від 100 до 1000 км над поверхнею, більш ніж на 99% складається з електрично нейтрального газу. На відміну від іоносфери, яку можна досліджувати через вплив на радіохвилі, нейтральний газ термосфери вимірювати значно складніше. Саме тому орбітальні дані Starlink виявилися цінними для оцінки його щільності.

Практичне значення роботи — уточнення прогнозів руху супутників. Навіть невеликий опір атмосфери на висоті 500 км поступово змінює швидкість і траєкторію апаратів. З огляду на тисячі активних супутників і велику кількість космічного сміття, точніші моделі щільності атмосфери дозволять краще оцінювати ризики небезпечних зближень і зіткнень.

Дослідники вважають, що цей метод у майбутньому може забезпечувати майже оперативні дані про стан атмосфери навколо супутників. Це особливо актуально, оскільки угруповання на кшталт Starlink розширюються, а управління їхніми орбітами ускладнюється. Точніше розуміння впливу атмосфери допоможе операторам прогнозувати траєкторії та знижувати ймовірність зіткнень.