Спутники Starlink помогли ученым создать карту верхней атмосферы Земли

Ученые из Университета Киото разработали метод сканирования термосферы, используя данные спутников Starlink. Измеряя торможение аппаратов в разреженном газе, они впервые создали широтно-долготную карту плотности атмосферы на высоте около 500 километров. Этот подход значительно улучшит прогнозирование движения космических объектов и повысит безопасность орбитальных полетов. Об этом пишет сайт TechInsider.

Термосфера, защищающая Землю от жесткого ультрафиолетового излучения Солнца, может достигать температуры 1500°C и выше в верхних слоях, однако из-за разреженности воздуха человек не ощущает этого тепла. Изменения солнечной активности приводят к «раздуванию» и «сжатию» термосферы, что вызывает резкие колебания плотности среды, влияя на орбиты спутников.

С увеличением числа спутников и космического мусора становится необходимым точно рассчитывать их траектории. Термосфера, находящаяся на высоте от 100 до 1000 км, состоит из нейтрального газа и, в отличие от ионосферы, трудна для изучения. Плотность термосферы создает аэродинамическое сопротивление, что влияет на орбиты спутников.

Команда ученых из Университета Киото применила метод томографии, используемый в медицинской визуализации, к верхним слоям атмосферы. В исследовании использовались данные примерно 1200 спутников Starlink на высоте около 482 километров. Измеряя торможение аппаратов и деградацию их орбит, физики смогли рассчитать плотность окружающего газа, создав двухмерный снимок распределения термосферы по широте и долготе. Полученные данные совпали с наблюдениями европейской миссии SWARM. Работа опубликована в журнале Earth Planets and Space.

Соавтор исследования Мамору Ямамото отметил, что это междисциплинарное исследование требует более глубокого диалога между космической наукой и инженерией.

Новое исследование продолжает предыдущую работу команды, где плотность газа оценивалась только по высоте и времени. Теперь ученые смогли представить географическую структуру термосферы.

Практическое значение работы велико. Понимание плотности атмосферы поможет защитить аппараты от столкновений и отслеживать состояние термосферы в реальном времени, улучшая космическую метеорологию и надежность спутников на низких орбитах.