Un rol neașteptat a fost atribuit constelației de sateliți Starlink, proiectată inițial pentru a oferi acces la internet la nivel global. Oamenii de știință au descoperit că acești sateliți ajută acum la cartografierea atmosferei terestre într-o regiune dificil de observat, situată la marginea spațiului cosmic.

Cercetătorii de la Universitatea din Kyoto au utilizat modificările orbitale ale aproximativ 1.200 de sateliți Starlink pentru a analiza termosfera Pământului. Această regiune este caracterizată de o rarefiere și o dificultate sporită în observare.

O nouă perspectivă asupra termosferei

În timpul studiului, oamenii de știință au observat interferențe neobișnuite în semnalele transmise între sateliți, la o altitudine de aproximativ 500 de kilometri. Aceste anomalii au condus la descoperirea unui strat anterior necunoscut al atmosferei terestre. Acesta este dominat de o structură densă de particule încărcate electric.

Analiza datelor a permis generarea primei hărți tomografice de acest fel. Aceasta dezvăluie tiparele de densitate atmosferică la o altitudine de aproximativ 482 de kilometri. Studiul a fost publicat în revista Earth, Planets, and Space.

Sateliții aflați pe orbita joasă a Pământului, deși par să se deplaseze prin vid, întâlnesc urme fine de atmosferă chiar și la sute de kilometri înălțime. Coliziunea cu aceste particule, oricât de rare, generează o forță de frecare ce reduce lent viteza și altitudinea vehiculelor spațiale. Acest efect se amplifică în perioadele de activitate solară intensă, când atmosfera superioară se încălzește și se extinde.

O nouă eră pentru siguranța spațială

Furtunile geomagnetice pot crește rapid densitatea aerului, modificând orbitele prezise ale sateliților și complicând manevrele de evitare a coliziunilor. Termosfera se întinde între 100 și 1.000 de kilometri deasupra Pământului, iar peste 99% din ea este compusă din gaz neutru din punct de vedere electric.

Spre deosebire de ionosferă, care conține particule încărcate și poate fi studiată prin intermediul semnalelor radio, particulele neutre lasă o amprentă mult mai slabă. Echipa din Kyoto a transformat, așadar, întreaga constelație Starlink într-o rețea imensă de senzori atmosferici în mișcare.

Utilizând date orbitale publice detaliate, cercetătorii au calculat pierderile de energie orbitală cauzate de frecare. Ulterior, au aplicat tomografia, o metodă matematică similară celei folosite în imagistica medicală, pentru a estima variațiile de densitate atmosferică.

Această metodă inovatoare oferă avantaje semnificative, inclusiv generarea de hărți bidimensionale. Spre deosebire de măsurătorile anterioare, realizate doar pe traiectoria unui singur satelit, noua tehnică oferă o imagine de ansamblu pe coordonate de latitudine și longitudine.

Rezultatele obținute au fost în mare măsură consistente cu datele înregistrate de sateliții SWARM ai Agenției Spațiale Europene. Versiunile viitoare ale sistemului ar putea permite monitorizarea densității termosferei aproape în timp real. Aceasta ar îmbunătăți prognozele meteorologice spațiale și ar facilita urmărirea deșeurilor orbitale. Această abordare multidisciplinară, ce îmbină știința spațială cu ingineria, promite să redefinească managementul deșeurilor și siguranța zborurilor orbitale în contextul furtunilor solare.

Sursa: Descopera