Астроном і популяризатор науки Тоні Філліпс запропонував оцінювати щільність верхньої атмосфери Землі за тим, як втрачають висоту тисячі супутників Starlink та інших мегасузір’їв. Що густіше повітря на висоті кількох сотень кілометрів, то швидше апарати знижуються, пише британське видання The Register.
Для цього Філліпс пропонує використовувати відкриті набори орбітальних параметрів (TLE), які публікує Космічне командування США. У кожному такому наборі є параметр B*, пов’язаний з опором атмосфери. Модель орбіти розрахована на певну щільність повітря. Якщо ж реальна атмосфера густіша, супутник гальмує сильніше, ніж передбачає модель, і тоді алгоритм збільшує B*, щоб компенсувати розбіжність. Відтак значення цього параметра опосередковано показує щільність повітря на висоті апарата, причому ці дані доступні будь-кому.
Сама щільність змінюється слідом за активністю Сонця. Коли Сонце стає активнішим, його ультрафіолетове випромінювання нагріває термосферу — шар атмосфери приблизно від 90 до 600 км над Землею. Розширюючись угору, нагрітий газ сильніше гальмує супутники, і їхні орбіти знижуються швидше. За даними Філліпса, темп цього зниження пов’язаний із радіовипромінюванням Сонця на хвилі 10,7 см. Атмосфера при цьому реагує на зміну сонячної активності приблизно через два дні, адже нагрітий газ розширюється не миттєво. Інакше діють геомагнітні бурі. Вони спричиняють різкі стрибки щільності й прискорюють зниження супутників.
Щоб результати були надійнішими, астроном аналізує не лише Starlink. У його розрахунки входять близько 1000 супутників Starlink, 651 апарат Eutelsat OneWeb, 391 супутник Amazon Leo (колишній Project Kuiper) і 107 апаратів SuperDove компанії Planet Labs. Вони літають на різних висотах, тож дають змогу порівнювати, як реагують різні шари атмосфери. Фактично це розподілена метеостанція, для якої не знадобилося жодного нового наукового апарата. Датчиками в ній стають самі супутники, а їхній рух орбітою перетворюється на наукові дані.
Підписуйтесь на Mediasat у Telegram: тут найцікавіші новини ТБ та телекому
Про великі угруповання на низькій орбіті зазвичай говорять як про загрозу. Шість із них уже вважають надто великими, бо вони можуть засмітити орбіту. Метод Філліпса натомість робить ці апарати корисними для науки, хоча й має обмеження.
Супутники маневрують, змінюють орієнтацію та вмикають двигуни для корекції орбіти, а дані TLE поступаються точністю спеціалізованим науковим вимірюванням. Утім, завдяки великій кількості апаратів окремі відхилення можна статистично відокремити від загальних процесів в атмосфері. Такий «барометр» може допомогти точніше прогнозувати космічну погоду й оцінювати ризики для супутників, а також вивчати, як верхні шари атмосфери реагують на сонячні бурі.
