पृथ्वी के चारों ओर का स्थान सकारात्मक रूप से अव्यवस्थित होता जा रहा है, जिसमें हजारों उपग्रह और मलबे के टुकड़े निम्न पृथ्वी कक्षा में चक्कर लगा रहे हैं। ऊपर, कुछ सौ किलोमीटर की ऊंचाई पर, हमारे वायुमंडल के पतले अवशेष अभी भी उपग्रहों को खींचते हैं, उन्हें धीमा करते हैं। इसलिए, वहां वायुमंडलीय घनत्व को मापना उपग्रह पथों की भविष्यवाणी करने और ब्रह्मांडीय टक्करों से बचने के लिए महत्वपूर्ण है।

पता चला है, ऊपरी वायुमंडल का 99 प्रतिशत से अधिक विद्युत रूप से तटस्थ गैस है, जिसे थर्मोस्फीयर के रूप में जाना जाता है। यह लगभग 100 से 1,000 किलोमीटर के बीच की परत है। आयनोस्फीयर, अपनी आयनित गैस के साथ, 1 प्रतिशत से कम है, लेकिन यह दिखावा करता है क्योंकि यह रेडियो तरंगों के साथ खिलवाड़ करता है, जिससे इसे देखना आसान हो जाता है। दूसरी ओर, थर्मोस्फीयर, एक शर्मीला, मापने में कठिन वॉलफ्लॉवर है।

थर्मोस्फेरिक घनत्व के बेहतर माप ऊपरी-वायुमंडल अनुसंधान और अंतरिक्ष इंजीनियरिंग दोनों में मदद कर सकते हैं। इसलिए, क्योटो विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने इसे आजमाने का फैसला किया। "यह अंतरिक्ष विज्ञान और अंतरिक्ष इंजीनियरिंग के बीच एक बहु-विषयक अध्ययन है," संबंधित लेखक मामोरू यामामोटो कहते हैं। "दोनों शोध क्षेत्रों के पेपर पढ़ते हुए, हमने महसूस किया कि दोनों क्षेत्रों के शोधकर्ताओं के बीच गहरा संवाद आवश्यक है।" क्योंकि, स्पष्ट रूप से, थर्मोस्फीयर ही एकमात्र ऐसी चीज नहीं है जिसे सीमाओं को पार करने की आवश्यकता है।

टीम ने स्टारलिंक उपग्रहों से सार्वजनिक रूप से उपलब्ध कक्षीय डेटा का उपयोग किया और ऊपरी वायुमंडल पर टोमोग्राफी लागू की - वही तरकीब जो चिकित्सा इमेजिंग में उपयोग की जाती है। यह देखकर कि कैसे वायुमंडलीय खिंचाव ने धीरे-धीरे कक्षाओं को क्षय किया, उन्होंने 482 किलोमीटर की ऊंचाई पर उड़ान भरने वाले लगभग 1,200 उपग्रहों के आसपास थर्मोस्फेरिक घनत्व का अनुमान लगाया।

दो-आयामी वायुमंडलीय मानचित्र का निर्माण: उन मापों का उपयोग करके, उन्होंने लगभग 500 किलोमीटर की ऊंचाई पर थर्मोस्फेरिक घनत्व का एक द्वि-आयामी अक्षांश-देशांतर स्नैपशॉट तैयार किया। उनका दावा है कि यह अपनी तरह का पहला टोमोग्राफिक विश्लेषण है। घनत्व पैटर्न यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी के SWARM उपग्रहों के अवलोकनों से अच्छी तरह मेल खाते हैं, जो अपनी कक्षाओं के साथ घनत्व परिवर्तन को मापते हैं।

यह उनके पहले के काम पर आधारित है, जहां उन्होंने स्टारलिंक से टू-लाइन एलिमेंट (TLE) डेटा नामक सामान्य कक्षीय जानकारी का उपयोग करके अनुमान लगाया था कि थर्मोस्फेरिक घनत्व समय और ऊंचाई के साथ कैसे बदलता है। अब उन्होंने एक क्षैतिज आयाम जोड़ा है, जो थर्मोस्फीयर की भौगोलिक विचित्रताओं को प्रकट करता है।

निष्कर्ष कक्षीय यातायात बढ़ने पर वरदान साबित हो सकते हैं। अधिक सटीक वायुमंडलीय घनत्व डेटा का मतलब बेहतर उपग्रह गति भविष्यवाणियां हैं, जो उपग्रहों और अंतरिक्ष मलबे के बीच टकराव को कम कर सकती हैं। यह तकनीक उपग्रहों के आसपास लगभग वास्तविक समय में घनत्व की निगरानी को भी सक्षम कर सकती है, जिससे अंतरिक्ष मौसम पूर्वानुमान में सुधार होगा और उपग्रह संचालन सुरक्षित और अधिक विश्वसनीय हो जाएगा। क्योंकि हम सभी जानते हैं कि उपग्रहों को कितना विश्वसनीय होना चाहिए - जब तक कि वे नहीं हैं।