Супутники Starlink допомогли дослідити «прихований» шар атмосфери Землі

Супутники, призначені для надання доступу до інтернету, відіграли несподівану роль у наукових дослідженнях. За їх допомогою вчені змогли виявити практично невидимий шар атмосфери Землі на межі космосу, повідомляє SciTechDaily.

Вчені з Кіотського університету використали дані про зміну орбіт приблизно 1200 супутників Starlink для складання карти термосфери Землі — тонкої та майже недоступної для спостережень області верхніх шарів атмосфери. Вони змогли створити першу у своєму роді томографічну карту, яка демонструє закономірності розподілу щільності атмосфери на висоті приблизно 482 кілометри над Землею.

ВАС ЗАЦІКАВИТЬ

Аварія невдовзі після старту: китайська ракета вибухнула разом із супутником зв’язку

Хоча супутники на низькій навколоземній орбіті рухаються крізь, здавалося б, порожній простір, сліди атмосфери зберігаються навіть на висоті сотень кілометрів над поверхнею. Зіткнення з цими розрідженими частинками створюють опір, поступово знижуючи швидкість і висоту космічного апарата. Цей ефект посилюється, коли сонячна активність нагріває й розширює верхні шари атмосфери. Магнітні бурі можуть швидко збільшувати щільність атмосфери на висотах, де знаходяться супутники, змінюючи прогнозовані орбіти та ускладнюючи запобігання зіткненням.

Знання про те, як змінюється щільність термосфери, важливе для відстеження супутників, прогнозування входів в атмосферу, планування маневрів та оцінки траєкторій космічного сміття. Але цей шар важко спостерігати безпосередньо.

Термосфера простягається приблизно від 100 до 1000 кілометрів над Землею. Понад 99% верхньої атмосфери в цьому регіоні складається з електрично нейтрального газу. Для порівняння: електрично заряджені частинки іоносфери становлять менше 1%.

Іоносферу можна вивчати за її впливом на радіосигнали. Нейтральні частинки в термосфері залишають набагато слабший слід, тому вчені часто покладаються на спеціалізовані прилади, моделі або вимірювання, зібрані вздовж траєкторій окремих супутників. У новому ж дослідженні команда з Кіотського університету використала групу супутників Starlink як розгалужену мережу рухомих атмосферних датчиків.

Під час руху кожного супутника через термосферу опір повітря призводив до втрати невеликої кількості орбітальної енергії. Дослідники розрахували ці зміни, використовуючи загальнодоступні детальні дані про орбіти, відомі як ефемериди. Після цього вони оцінили, як щільність атмосфери змінюється на різних висотах, за допомогою томографії.

Після того як вчені об’єднали дані, отримані супутниками, вони змогли створити двовимірну карту щільності за широтою та довготою. Більшість попередніх спостережень з космічних апаратів надавали дані лише вздовж окремого маршруту супутника, що схоже на вивчення ландшафту, рухаючись однією дорогою.

Раніше вчені з’ясували, що земна атмосфера значно чутливіша до сонячної активності, ніж вважалося раніше. Земля і Сонце пульсують майже синхронно.