Спутники Starlink стали глобальним барометром атмосфери Землі
- Супутники низької орбіти вимірюють щільність термосфери через параметр B*
- Зміни B* корелюють з сонячним радіопотоком 10,7 см
- Приблизно 2000 супутників різних констеляцій беруть участь в спостереженнях
- Метод допомагає покращити прогнози космічної погоди
Тоні Філліпс, відомий астроном і популяризатор науки, висунув ідею перетворення супутників мегаконстеляцій, що знаходяться на низькій навколоземній орбіті, у свого роду глобальний датчик стану верхньої атмосфери. Основою методу слугують відкриті орбітальні набори даних TLE, що публікуються Космічним командуванням США, в яких присутній параметр B* – коефіцієнт, що відображає опір атмосфери.
При русі в космосі будь-який об'єкт стикається з рідким, але все ж існуючим повітрям. Чим щільніше газ на висоті кількох сотень кілометрів, тим сильніше гальмування і тим швидше супутник втрачає висоту. Якщо реальна щільність атмосфери перевищує передбачену моделлю, розрахунок орбіти коригує B*, збільшуючи його значення. Таким чином, зміна B* стає непрямим індикатором щільності повітря на орбіті супутника і доступна кожному користувачу.
Сонячна активність відіграє ключову роль у цьому процесі. Збільшення ультрафіолетового випромінювання нагріває термосферу – шар від 90 до 600 км – викликаючи її розширення. Розширений газ створює більш сильний опір, і орбіти супутників починають падати швидше. За оцінками Філліпса, швидкість падіння корелює з радіопотоком Сонця на довжині хвилі 10,7 см, а реакція атмосфери спостерігається приблизно через два дні після зміни сонячної активності.
Крім того, геомагнітні бурі, викликані спалахами на Сонці, здатні викликати різкі та короткочасні підвищення щільності атмосфери. Такі події призводять до миттєвого прискорення зниження орбіт, що також фіксується в змінах B*.
Для перевірки гіпотези дослідник включив в аналіз не лише супутники Starlink, але й інші великі констеляції: близько 1000 апаратів Starlink, 107 супутників Planet Labs SuperDove, 391 супутник Amazon Kuiper та 651 супутник Eutelsat OneWeb. Різні висоти їх орбіт дозволяють порівнювати реакцію різних шарів термосфери, перетворюючи мережу на розподілену метеостанцію без необхідності запуску нових наукових місій.
Обмеження та перспективи
Метод має ряд обмежень. Деякі супутники проводять орбітальні корекції, змінюють орієнтацію або вмикають двигуни, що може спотворювати дані. Крім того, точність TLE нижча, ніж у спеціалізованих вимірювальних приладів. Тим не менш, великий обсяг спостережень дозволяє статистично відокремлювати індивідуальні аномалії від загальних тенденцій.
З урахуванням цих особливостей такий «барометр» здатен покращити моделі космічної погоди, підвищити точність оцінки ризику зіткнень і деградації супутників, а також розширити наші знання про те, як верхні шари атмосфери реагують на сонячні та геомагнітні збурення.
Джерело: 3DNews
