Starlink допомогли створити томографічну карту термосфери Землі

Супутникова інтернет-мережа Starlink, яка зазвичай використовується для забезпечення доступу до інтернету, стала основою для нового наукового дослідження. Команда вчених із Кіотського університету використала дані про зміну орбіт приблизно 1200 апаратів Starlink, щоб скласти карту термосфери Землі — шару атмосфери, розташованого на межі космосу.

Термосфера простягається від приблизно 100 до 1000 кілометрів над поверхнею. Понад 99% її об’єму складається з електрично нейтрального газу, тоді як на заряджені частинки іоносфери припадає менше 1%. Іоносферу можна вивчати через її вплив на радіосигнали, але нейтральні частинки термосфери залишають значно слабший слід, що ускладнює спостереження.

Під час руху на низькій навколоземній орбіті супутники зазнають опору від розріджених частинок атмосфери, навіть на висоті сотень кілометрів. Це поступово знижує їхню швидкість і висоту. Опір посилюється під час сонячної активності, коли верхні шари атмосфери нагріваються й розширюються. Магнітні бурі можуть швидко збільшувати щільність атмосфери на орбітальних висотах, змінюючи прогнозовані траєкторії апаратів і ускладнюючи запобігання зіткненням.

Дослідники використали загальнодоступні ефемериди — детальні дані про орбіти — для розрахунку втрати орбітальної енергії кожного супутника. Ці зміни дозволили оцінити, як щільність атмосфери варіюється на різних висотах. За допомогою томографії вчені об’єднали дані від усіх апаратів і створили першу двовимірну карту щільності термосфери за широтою та довготою.

На відміну від попередніх спостережень, які давали інформацію лише вздовж окремих траєкторій супутників, нова карта демонструє загальні закономірності розподілу щільності атмосфери на висоті приблизно 482 кілометри. Такі дані важливі для відстеження супутників, прогнозування входів в атмосферу, планування маневрів і оцінки траєкторій космічного сміття.

Результати дослідження підтверджують, що супутникові угруповання можуть виконувати функцію розгалуженої мережі атмосферних датчиків. Це відкриває нові можливості для вивчення верхніх шарів атмосфери та прогнозування їхніх змін під впливом сонячної активності.