Спутники, предназначенные для раздачи интернета, сыграли неожиданную роль в научных исследованиях. С их помощью ученые смогли выявить практически невидимый слой атмосферы Земли на границе космоса, сообщает SciTechDaily.

Ученые из Киотского университета использовали данные об изменении орбит примерно 1200 спутников Starlink для составления карты термосферы Земли — тонкой и почти недоступной для наблюдений области верхних слоев атмосферы. Они смогли создать первую в своем роде томографическую карту, демонстрирующую закономерности распределения плотности атмосферы на высоте примерно 482 километра над Землей.

[see_also ids="692509"]

Хотя спутники на низкой околоземной орбите движутся через, казалось бы, пустое пространство, следы атмосферы сохраняются даже на высоте сотен километров над поверхностью. Столкновения с этими редкими частицами создают сопротивление, постепенно снижая скорость и высоту космического аппарата. Этот эффект усиливается, когда солнечная активность нагревает и расширяет верхние слои атмосферы. Магнитные бури могут быстро увеличивать плотность атмосферы на высотах спутников, изменяя прогнозируемые орбиты и затрудняя предотвращение столкновений.

Знание о том, как изменяется плотность термосферы, важно для отслеживания спутников, прогнозирования входов в атмосферу, планирования маневров и оценки траекторий космического мусора. Но этот слой трудно наблюдать напрямую.

Термосфера простирается примерно от 100 до 1000 километров над Землей. Более 99% верхней атмосферы в этом регионе состоит из электрически нейтрального газа. Для сравнения, электрически заряженные частицы ионосферы составляют менее 1%.

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. В новом же исследовании команда из Киотского университета использовала 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. После этого они оценили, как плотность атмосферы меняется на разных высотах, с помощью томографии.

После того, как ученые объединили данные, полученные спутниками, они смогли создать двухмерную карту плотности по широте и долготе. Большинство более ранних наблюдений с космических аппаратов предоставляли данные только вдоль индивидуального маршрута спутника, что похоже на изучение ландшафта по одной дороге.

Ранее ученые выяснили, что земная атмосфера значительно чувствительнее к солнечной активности, чем считалось ранее. Земля и Солнце пульсируют почти синхронно.