Введение

С развитием космических технологий и увеличением количества спутников, орбита Земли становится все более переполненной. На высотах в несколько сотен километров, где располагаются спутники, верхняя атмосфера, хоть и крайне разреженная, может оказывать заметное влияние на их движение. В этой статье мы рассмотрим, как исследователи из Киотского университета использовали данные спутников Starlink для картирования термосферной плотности, что может помочь в предотвращении столкновений и улучшении прогноза космической погоды.

Что такое термосфера?

Термосфера — это слой атмосферы, находящийся на высоте от 100 до 1000 километров над поверхностью Земли, где более 99% вещества представлено электрически нейтральным газом. Несмотря на то что ионосфера, содержащая ионизированный газ, составляет менее 1% атмосферы, её влияние на распространение радиоволн делает её гораздо более заметной. В то время как термосферные наблюдения представляют собой значительную сложность, их необходимость для науки и инженерии очевидна.

Исследование термосферной плотности с помощью спутников Starlink

Команда исследователей из Киотского университета разработала новый метод визуализации термосферной плотности, применив томографию — технику, широко используемую в медицинской визуализации. Используя публично доступные данные орбит спутников Starlink, они смогли оценить плотность термосферы, измеряя атмосферное сопротивление, которое влияет на орбиты спутников.

Исследование охватывало около 1200 спутников на высоте 482 километра. Это позволило создать двумерное изображение термосферной плотности на высоте примерно 500 километров. Результаты первого в своем роде томографического анализа согласуются с наблюдениями Европейского космического агентства SWARM, которые фиксируют изменения плотности вдоль траекторий спутников.

Разработка методов наблюдения

Данное исследование является продолжением предыдущей работы команды, в которой они оценивали временное распределение термосферной плотности с использованием данных двухлинейного элемента (TLE) от спутников Starlink. Новая методология расширяет горизонты предыдущих исследований, позволяя не только анализировать данные по высоте, но и отображать структуру термосферы по широте и долготе.

Социальное значение исследования

Результаты этого исследования могут оказать значительное влияние на безопасность космических операций, предоставляя информацию, которая поможет снизить риск столкновений между спутниками и космическим мусором. Разработанные методы могут в будущем поддерживать мониторинг атмосферы в реальном времени, улучшая прогнозирование космической погоды и делая космические операции более безопасными и надежными.

Заключение

Исследование термосферной плотности с использованием данных спутников Starlink открывает новые горизонты в области космонавтики и науки о атмосфере. С помощью новых методов визуализации и анализа, учёные могут более точно предсказывать поведение спутников и предотвращать потенциальные катастрофы в космосе. Это достижение не только расширяет наши знания о верхней атмосфере, но и способствует безопасности будущих космических миссий.