O espaço ao redor da Terra está ficando positivamente cheio, com milhares de satélites e pedaços de detritos zunindo pela órbita baixa da Terra. Lá em cima, a algumas centenas de quilômetros, os remanescentes tênues da nossa atmosfera ainda conseguem arrastar os satélites, desacelerando-os. Então, medir a densidade atmosférica lá em cima é crucial para prever trajetórias de satélites e evitar batidas cósmicas.

Acontece que mais de 99 por cento da atmosfera superior é gás eletricamente neutro, conhecido como termosfera. Essa é a camada entre cerca de 100 e 1.000 quilômetros de altitude. A ionosfera, com seu gás ionizado, é menos de 1 por cento, mas é uma exibicionista porque mexe com as ondas de rádio, tornando-a fácil de observar. A termosfera, por outro lado, é uma florzinha tímida e difícil de medir.

Medições melhores da densidade termosférica poderiam ajudar tanto a pesquisa da atmosfera superior quanto a engenharia espacial. Então, pesquisadores da Universidade de Kyoto decidiram tentar. "Este é um estudo multidisciplinar entre ciência espacial e engenharia espacial", diz o autor correspondente Mamoru Yamamoto. "Lendo artigos de ambos os campos de pesquisa, percebemos que é necessário um diálogo mais profundo entre pesquisadores de ambas as áreas." Porque, claramente, a termosfera não é a única coisa que precisa cruzar fronteiras.

A equipe usou dados orbitais públicos dos satélites Starlink e aplicou tomografia - o mesmo truque usado em imagens médicas - à atmosfera superior. Ao observar como o arrasto atmosférico decaía lentamente as órbitas, eles estimaram a densidade termosférica em torno de cerca de 1.200 satélites voando a 482 quilômetros de altitude.

Construindo um Mapa Atmosférico Bidimensional: Usando essas medições, eles criaram um instantâneo bidimensional de latitude-longitude da densidade termosférica a cerca de 500 quilômetros. Eles afirmam que é a primeira análise tomográfica do tipo. Os padrões de densidade coincidiram bem com observações dos satélites SWARM da Agência Espacial Europeia, que medem mudanças de densidade ao longo de suas órbitas.

Isso se baseia em seu trabalho anterior, onde estimaram como a densidade termosférica mudava ao longo do tempo e da altitude usando informações orbitais gerais chamadas dados de Elementos de Duas Linhas (TLE) do Starlink. Agora eles adicionaram uma dimensão horizontal, revelando as peculiaridades geográficas da termosfera.

As descobertas podem ser uma bênção à medida que o tráfego orbital aumenta. Dados mais precisos de densidade atmosférica significam melhores previsões de movimento de satélites, o que poderia reduzir colisões entre satélites e detritos espaciais. A técnica pode até permitir monitoramento de densidade em tempo quase real ao redor dos satélites, melhorando as previsões de clima espacial e tornando as operações de satélites mais seguras e confiáveis. Porque todos sabemos o quão confiáveis os satélites precisam ser - até não serem mais.