Meer dan 1.200 Starlink-satellieten doen nu dubbel dienst als gigantische scanner voor de bovenste atmosfeer van de aarde. Onderzoekers in Japan hebben hun baaninformatie gebruikt om een nieuwe kaart te maken van de thermosfeer, de ongrijpbare laag die satellieten kan vertragen en ruimteverkeer kan bemoeilijken.
Slim gebruik van openbare satellietdata
De thermosfeer ligt tussen 100 en 1.000 kilometer boven de aarde. Het bestaat grotendeels uit neutraal gas, meer dan 99 procent van de bovenste atmosfeer. De ionosfeer daarentegen is geïoniseerd en gemakkelijk te volgen omdat het radiogolven beïnvloedt. De thermosfeer is veel moeilijker te observeren, wat het een blinde vlek heeft gemaakt voor zowel wetenschappers als ingenieurs.
Onderzoekers van de Universiteit van Kyoto vonden een oplossing. Ze namen openbaar beschikbare baaninformatie van Starlink-satellieten en pasten tomografie toe, een techniek die vaak wordt gebruikt in medische beeldvorming, op de bovenste atmosfeer. Door te meten hoe atmosferische weerstand de banen van de satellieten geleidelijk deed vervallen, schatten ze de dichtheid van de thermosfeer rond 1.200 satellieten op 482 kilometer hoogte.
Een tweedimensionale kaart op 500 kilometer
Het team zette die metingen om in een tweedimensionaal beeld van de thermosferische dichtheid op ongeveer 500 kilometer boven de aarde, met lengte- en breedtegraad. Ze zeggen dat dit de eerste tomografische analyse van dit soort is. De dichtheidspatronen kwamen overeen met waarnemingen van de SWARM-satellieten van de Europese Ruimtevaartorganisatie, die atmosferische dichtheid meten langs hun paden.
Het werk bouwt voort op een eerdere studie van dezelfde groep. In dat onderzoek schatten ze hoe de thermosferische dichtheid veranderde over tijd en hoogte met behulp van algemene baaninformatie. De nieuwe methode gaat verder door een ruimtelijke kaart te produceren.
Waarom dit belangrijk is voor drukke banen
Een lage baan om de aarde raakt steeds voller met satellieten en ruimtepuin. Zelfs dunne sporen van de bovenste atmosfeer kunnen genoeg weerstand creëren om het pad van een satelliet te veranderen. Nauwkeurige dichtheidsmetingen zijn essentieel voor het voorspellen van satellietbewegingen en het voorkomen van botsingen. Deze nieuwe techniek biedt een manier om de thermosfeer beter te monitoren, met behulp van data die al wordt verzameld.
De onderzoekers beschrijven het werk als een brug tussen ruimtewetenschap en ruimte-engineering. Ze hopen dat een diepere dialoog tussen die velden zal leiden tot betere tools voor het bestuderen van de bovenste atmosfeer en voor het veilig houden van de ruimte. De aanpak zou satellietvolgsystemen kunnen verbeteren en het groeiende risico op botsingen in steeds drukkere banen kunnen verminderen.
