Starlink допоміг створити томографічну карту термосфери Землі

Міжнародна група вчених з Кіотського університету перетворила супутникове угруповання Starlink на гігантську мережу датчиків для вивчення термосфери. Замість спеціалізованих інструментів вони використали орбітальні зміни 1200 апаратів SpaceX, спричинені аеродинамічним опором розрідженої атмосфери.

Термосфера простягається від 100 до 1000 км над поверхнею планети, і понад 99% її об'єму становить електрично нейтральний газ. Іоносферні заряджені частинки, які можна вивчати радіосигналами, — менше ніж 1%. Нейтральні частинки лишають значно слабший слід, тому їх складно спостерігати безпосередньо.

Однак навіть у розрідженому середовищі на низькій орбіті супутники відчувають опір, що поступово зменшує їхню висоту. Інтенсивність цього ефекту зростає під час сонячної активності та геомагнітних бур, коли щільність атмосфери швидко змінюється, ускладнюючи прогнозування орбіт.

Автори дослідження, опублікованого в журналі Earth, Planets and Space, розрахували втрати орбітальної енергії кожного супутника, використовуючи загальнодоступні ефемеридні дані. Потім вони застосували томографію — метод, відомий за медичною візуалізацією, — щоб відтворити розподіл щільності за широтою та довготою.

Такий підхід дає двовимірну картину замість окремих профілів уздовж траєкторій окремих апаратів. Отримані результати добре узгоджуються з вимірами супутників SWARM Європейського космічного агентства.

Практичне значення роботи — можливість відстежувати стан термосфери майже в реальному часі. Це дозволить точніше прогнозувати космічну погоду, уточнювати орбітальні розрахунки та своєчасно реагувати на збурення під час сонячних бур.