Подпишитесь на нас в Google
Спутники, предназначенные для предоставления интернет-услуг, такие как Starlink, могут выполнять и вторую функцию: помогать ученым составлять карты практически невидимой атмосферы на границе космического пространства, рассказал Scitech Daily.
Исследователи из Киотского университета использовали данные об изменении орбит примерно 1200 спутников Starlink для составления карты термосферы Земли – тонкой и труднонаблюдаемой области верхних слоев атмосферы. В результате анализа была создана первая в своем роде томографическая карта, демонстрирующая закономерности распределения плотности атмосферы на высоте примерно 482 километра над Землей. Исследование было опубликовано в журнале Earth, Planets, and Space.
Отмечается, что хотя спутники на низкой околоземной орбите движутся в кажущемся пустом пространстве, следы атмосферы сохраняются даже на высоте сотен километров над поверхностью. Столкновения с этими редкими частицами создают сопротивление, постепенно снижая скорость и высоту космического аппарата.
Эффект усиливается, когда солнечная активность нагревает и расширяет верхние слои атмосферы. Геомагнитные бури могут быстро увеличивать плотность атмосферы на высотах спутников, изменяя прогнозируемые орбиты и затрудняя предотвращение столкновений.
Авторы указали, что знание того, как изменяется плотность в термосфере, важно для отслеживания спутников, прогнозирования входов в атмосферу, планирования маневров и оценки траекторий космического мусора. Однако наблюдать за этим регионом напрямую достаточно сложно.
Термосфера простирается на высоту от 100 до 1000 километров над Землей. Более 99 процентов верхней атмосферы в этом регионе состоит из электрически нейтрального газа. Для сравнения, электрически заряженные частицы ионосферы составляют менее 1 процента.
Ионосферу можно изучать по ее влиянию на радиосигналы. Нейтральные частицы в термосфере оставляют гораздо более слабый след, поэтому ученые часто полагаются на специализированные приборы, модели или измерения, собранные вдоль траекторий отдельных спутников.
Вместо этого команда из Киотского университета рассматривала группировку Starlink как обширную сеть движущихся атмосферных датчиков. При движении каждого спутника через термосферу сопротивление воздуха приводило к потере небольшого количества орбитальной энергии. Исследователи рассчитали эти изменения, используя общедоступные подробные данные об орбитах, известные как эфемериды. Затем они применили томографию – математический метод, также используемый для реконструкции медицинских снимков, – для оценки того, как плотность атмосферы изменялась в разных местах.
Это позволило исследователям создать двухмерную карту плотности по широте и долготе. Большинство более ранних наблюдений с помощью космических аппаратов предоставляли данные только вдоль индивидуального маршрута спутника, что похоже на изучение ландшафта по одной дороге.
Новый метод обеспечивает более широкий обзор. Его результаты в значительной степени совпали с вариациями плотности, измеренными спутниками SWARM Европейского космического агентства, что обеспечивает независимую проверку реконструкции.
В будущем потенциально можно будет отслеживать плотность термосферы практически в реальном времени. Такие карты могли бы улучшить прогнозы космической погоды, уточнить орбитальные прогнозы и помочь операторам более эффективно реагировать на солнечные бури, нарушающие целостность верхних слоев атмосферы.
Инцидент со спутником Starlink
Напомним, что весной этого года на околоземной орбите произошел серьезный инцидент со спутником Starlink, который буквально распался на фрагменты.
