Conform Descopera: Sateliții Starlink, surpriza inedită a cercetării atmosferice
Constelațiile masive de sateliți Starlink, proiectate inițial pentru a oferi acces la internet la nivel global, au dezvăluit un rol complet neașteptat: aceea de instrumente valoroase pentru cartografierea atmosferei superioare a Pământului. Oamenii de știință de la Universitatea din Kyoto au utilizat modificările orbitale a aproximativ 1.200 dintre acești sateliți pentru a studia termosfera, o regiune rarefiată și extrem de dificil de observat din spațiu.
Cercetătorii au observat interferențe neobișnuite în semnalele transmise între sateliții Starlink la altitudini de aproximativ 500 de kilometri. Aceste anomalii au condus la descoperirea unui strat atmosferic până acum necunoscut, caracterizat printr-o structură densă de particule încărcate electric. Analiza datelor a permis crearea primei hărți tomografice de acest gen, oferind o perspectivă detaliată asupra tiparelor de densitate atmosferică la o altitudine de circa 482 de kilometri. Studiul a fost publicat recent în prestigioasa revistă Earth, Planets, and Space.
O nouă paradigmă în siguranța orbitală
Chiar dacă sateliții pe orbită joasă par să se deplaseze printr-un vid aproape perfect, reziduuri de atmosferă persistă la sute de kilometri altitudine. Coliziunea cu aceste particule, chiar dacă rare, generează o forță de frecare ce reduce încet viteza și altitudinea vehiculelor spațiale. Acest efect devine mult mai pronunțat în perioadele de activitate solară intensă, când atmosfera superioară se încălzește și se extinde considerabil.
Furtunile geomagnetice pot crește brusc densitatea atmosferică, alterând orbitele prezise ale sateliților și complicând strategiile de evitare a coliziunilor. Termosfera se extinde pe o plajă considerabilă, de la 100 la 1.000 de kilometri deasupra Pământului, însă peste 99% din compoziția sa este formată din gaz neutru. Spre deosebire de ionosferă, unde particulele încărcate pot fi studiate prin semnale radio, particulele neutre lasă o amprentă mult mai discretă, ceea ce a făcut ca studiul acestei regiuni să fie o provocare. Echipa din Kyoto a transformat practic întreaga constelație Starlink într-o rețea vastă de senzori atmosferici mobili.
Metoda inovatoare a cercetătorilor
Prin utilizarea datelor orbitale publice detaliate, cercetătorii au calculat pierderile de energie orbitală cauzate de frecarea cu atmosfera. Ulterior, au aplicat tehnici de tomografie, o metodă matematică similară celei folosite în imagistica medicală, pentru a estima variațiile de densitate atmosferică.
Această abordare inovatoare aduce avantaje semnificative pentru viitorul monitorizării spațiale. Spre deosebire de metodele anterioare, care se bazau pe măsurători punctuale de-a lungul traiectoriei unui singur satelit, noua tehnică oferă o imagine de ansamblu, pe coordonate de latitudine și longitudine. Rezultatele obținute au fost în concordanță cu datele înregistrate de sateliții SWARM ai Agenției Spațiale Europene, confirmând acuratețea noii metode. Versiunile viitoare ale acestui sistem ar putea permite monitorizarea densității termosferei în timp real, îmbunătățind prognozele meteorologice spațiale și eficientizând urmărirea deșeurilor orbitale. Această colaborare interdisciplinară între știința spațială și inginerie promite să redefinească managementul deșeurilor spațiale și să sporească siguranța zborurilor orbitale în contextul furtunilor solare viitoare.
Sursa: Descopera
