Dünya çevresindeki uzay, alçak Dünya yörüngesinde dönen binlerce uydu ve enkaz parçasıyla giderek kalabalıklaşıyor. Birkaç yüz kilometre yukarıda, atmosferimizin ince kalıntıları hâlâ uyduları yavaşlatarak sürüklemeye devam ediyor. Bu nedenle, yukarıdaki atmosfer yoğunluğunu ölçmek, uydu yörüngelerini tahmin etmek ve kozmik tampon çarpışmalarından kaçınmak için hayati önem taşıyor.

Görünüşe göre, üst atmosferin yüzde 99'undan fazlası, termosfer olarak bilinen elektriksel olarak nötr gazdan oluşuyor. Bu katman, yaklaşık 100 ila 1.000 kilometre arasında yer alıyor. İyonize gazıyla iyonosfer, yüzde 1'den az, ama gösteriş meraklısı çünkü radyo dalgalarını bozarak gözlemlenmesini kolaylaştırıyor. Termosfer ise utangaç, ölçülmesi zor bir duvar çiçeği.

Termosfer yoğunluğunun daha iyi ölçümleri, üst atmosfer araştırmalarına ve uzay mühendisliğine fayda sağlayabilir. Bu yüzden Kyoto Üniversitesi'ndeki araştırmacılar bunu denemeye karar verdiler. Sorumlu yazar Mamoru Yamamoto, "Bu, uzay bilimi ve uzay mühendisliği arasında multidisipliner bir çalışma" diyor ve ekliyor: "Her iki araştırma alanından makaleler okurken, her iki alandan araştırmacılar arasında daha derin bir diyalogun gerekli olduğunu fark ettik." Çünkü açıkçası, sınırları aşması gereken sadece termosfer değil.

Ekip, Starlink uydularından kamuya açık yörünge verilerini kullandı ve üst atmosfere tıbbi görüntülemede kullanılan tomografi tekniğini uyguladı. Atmosferik sürüklenmenin yörüngeleri yavaşça bozmasını izleyerek, 482 kilometre yükseklikte uçan yaklaşık 1.200 uydu civarındaki termosfer yoğunluğunu tahmin ettiler.

İki Boyutlu Atmosfer Haritası Oluşturma: Bu ölçümleri kullanarak, yaklaşık 500 kilometrede termosfer yoğunluğunun iki boyutlu bir enlem-boylam anlık görüntüsünü oluşturdular. Türünün ilk tomografik analizi olduğunu iddia ediyorlar. Yoğunluk desenleri, Avrupa Uzay Ajansı'nın SWARM uydularının gözlemleriyle uyumlu çıktı; bu uydular yörüngeleri boyunca yoğunluk değişimlerini ölçüyor.

Bu, daha önce Starlink'ten İki Hat Elemanı (TLE) verileri adı verilen genel yörünge bilgilerini kullanarak termosfer yoğunluğunun zaman ve irtifa ile nasıl değiştiğini tahmin ettikleri önceki çalışmalarının üzerine inşa ediliyor. Şimdi yatay bir boyut ekleyerek termosferin coğrafi tuhaflıklarını ortaya çıkardılar.

Bulgular, yörünge trafiği arttıkça bir nimet olabilir. Daha doğru atmosfer yoğunluğu verileri, daha iyi uydu hareketi tahminleri anlamına gelir ve bu da uydular ile uzay enkazı arasındaki çarpışmaları azaltabilir. Teknik, uyduların çevresinde neredeyse gerçek zamanlı yoğunluk izlemeyi bile mümkün kılabilir, uzay hava durumu tahminlerini iyileştirebilir ve uydu operasyonlarını daha güvenli ve güvenilir hale getirebilir. Çünkü hepimiz uyduların ne kadar güvenilir olması gerektiğini biliyoruz - ta ki olmadıkları ana kadar.