Υπάρχει ένα στρώμα της ατμόσφαιρας της Γης που είναι εξαιρετικά δύσκολο να παρατηρηθεί: η θερμόσφαιρα, μια περιοχή που εκτείνεται περίπου από τα 100 έως τα 1.000 χιλιόμετρα υψόμετρο και αποτελείται σχεδόν εξ ολοκλήρου από ηλεκτρικά ουδέτερα αέρια. Σε αντίθεση με την ιονόσφαιρα —το ιονισμένο τμήμα της ανώτερης ατμόσφαιρας, που «προδίδει» την παρουσία του επηρεάζοντας τη διάδοση των ραδιοκυμάτων και έτσι παρακολουθείται σχετικά εύκολα— η ουδέτερη θερμόσφαιρα δεν αφήνει τέτοιο ίχνος. Μια ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο του Κιότο βρήκε έναν έξυπνο τρόπο να «δει» αυτό το αόρατο στρώμα: μετέτρεψε περίπου 1.200 δορυφόρους Starlink σε ένα τεράστιο, κινούμενο δίκτυο αισθητήρων.
Από την ιατρική απεικόνιση στο διάστημα
Η μέθοδος που χρησιμοποίησαν οι επιστήμονες, με επικεφαλής τον Mamoru Yamamoto από το Ερευνητικό Ινστιτούτο Βιώσιμης Ανθρωπόσφαιρας του Πανεπιστημίου του Κιότο, δανείζεται μια τεχνική άμεσα συνδεδεμένη με την ιατρική: την τομογραφία. Όπως ένας αξονικός τομογράφος συνθέτει εικόνες τομών του σώματος από πολλαπλές μετρήσεις γύρω από τον ασθενή, έτσι και η ομάδα αξιοποίησε δημόσια διαθέσιμα τροχιακά δεδομένα δορυφόρων Starlink για να εφαρμόσει τομογραφία στην ανώτερη ατμόσφαιρα της Γης.
Η λογική πίσω από τη μέθοδο είναι απλή στη σύλληψή της. Ακόμη κι αν ένας δορυφόρος σε χαμηλή τροχιά φαίνεται να κινείται μέσα στο «κενό», στην πραγματικότητα διασχίζει αραιά ίχνη αερίων που δημιουργούν τριβή —αντίσταση αέρα, ουσιαστικά— η οποία σιγά σιγά τον επιβραδύνει και τον ρίχνει σε χαμηλότερο υψόμετρο. Όσο πυκνότερη είναι η ατμόσφαιρα σε ένα σημείο, τόσο μεγαλύτερη είναι και η επιβράδυνση που υφίσταται ο δορυφόρος καθώς περνάει από εκεί. Παρακολουθώντας αυτή την ατμοσφαιρική τριβή, δηλαδή τη φθορά της τροχιάς κάθε δορυφόρου, οι ερευνητές κατάφεραν να εκτιμήσουν την πυκνότητα της θερμόσφαιρας γύρω από περίπου 1.200 δορυφόρους σε υψόμετρο 482 χιλιομέτρων.
Το αποτέλεσμα ήταν ένας πρωτότυπος, δισδιάστατος χάρτης γεωγραφικού πλάτους και μήκους που απεικονίζει την πυκνότητα της θερμόσφαιρας σε πραγματικό χρόνο —η πρώτη τομογραφική ανάλυση αυτού του είδους παγκοσμίως. Σύμφωνα με το πανεπιστήμιο, ο χάρτης αυτός παρουσίασε αξιοσημείωτη συνέπεια με τις μετρήσεις της αποστολής SWARM της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας, η οποία καταγράφει μεταβολές πυκνότητας κατά μήκος της τροχιάς μεμονωμένων δορυφόρων.
Γιατί έχει σημασία σε μια ολοένα πιο πολυσύχναστη τροχιά
Η ανάγκη για μια τέτοια μέθοδο δεν είναι απλώς ακαδημαϊκή. Η χαμηλή τροχιά γύρω από τη Γη γεμίζει ολοένα και περισσότερο με δορυφόρους και διαστημικά συντρίμμια, και ακόμη και σε υψόμετρα εκατοντάδων χιλιομέτρων η εξαιρετικά αραιή ατμόσφαιρα μπορεί να επιβραδύνει τους δορυφόρους, καθιστώντας κρίσιμη την ακριβή γνώση της πυκνότητάς της για την πρόβλεψη τροχιών και την αποφυγή συγκρούσεων. Το πρόβλημα οξύνεται περαιτέρω όταν η ηλιακή δραστηριότητα θερμαίνει και διαστέλλει την ανώτερη ατμόσφαιρα, ενώ οι γεωμαγνητικές καταιγίδες μπορούν να αυξήσουν απότομα την πυκνότητα στο ύψος όπου κινούνται οι δορυφόροι, αλλάζοντας τις προβλεπόμενες τροχιές τους και δυσκολεύοντας ακόμη περισσότερο τους ελιγμούς αποφυγής σύγκρουσης.
Ο Yamamoto περιγράφει τη δουλειά του ως μια γέφυρα ανάμεσα σε δύο επιστημονικά πεδία που σπάνια συνομιλούν μεταξύ τους. Η μελέτη είναι μια διεπιστημονική έρευνα ανάμεσα στη διαστημική επιστήμη και τη διαστημική μηχανική, όπως εξηγεί ο ίδιος, προσθέτοντας πως η μελέτη βιβλιογραφίας και από τα δύο πεδία τούς έπεισε ότι χρειάζεται βαθύτερος διάλογος ανάμεσα σε ερευνητές διαφορετικών ειδικοτήτων.
Η νέα ανάλυση χτίζει πάνω σε προηγούμενη δουλειά της ίδιας ομάδας, η οποία είχε εκτιμήσει την κατανομή της πυκνότητας της θερμόσφαιρας ως προς τον χρόνο και το υψόμετρο χρησιμοποιώντας τα λεγόμενα δεδομένα Two-Line Element (TLE) —μια τυπική μορφή τροχιακών δεδομένων— από τους δορυφόρους Starlink. Η νέα μελέτη επεκτείνει αυτή την προσέγγιση οριζόντια, αποκαλύπτοντας για πρώτη φορά και τη γεωγραφική δομή του φαινομένου.
Περιορισμοί και επόμενα βήματα
Η μέθοδος δεν είναι ακόμη τέλεια. Προς το παρόν αποδίδει καλύτερα στην καταγραφή ευρύτερων, καθημερινών μοτίβων πυκνότητας παρά σε λεπτομερείς, βραχύχρονες διακυμάνσεις. Επιπλέον, επειδή οι δορυφόροι Starlink κινούνται σε τροχιές κλίσης 53 μοιρών, υπάρχουν κενά κάλυψης στα υψηλά γεωγραφικά πλάτη, κάτι που οι ερευνητές ελπίζουν να αντιμετωπίσουν στο μέλλον συνδυάζοντας δεδομένα από δορυφόρους σε διαφορετικές τροχιές και κλίσεις.
Παρά τους περιορισμούς αυτούς, πρόκειται για την πρώτη απόδειξη ότι αυτού του είδους η τομογραφία λειτουργεί με πραγματικά, δημόσια διαθέσιμα δορυφορικά δεδομένα και όχι μόνο σε προσομοιώσεις. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η μέθοδος θα μπορούσε τελικά να υποστηρίξει σχεδόν πραγματικού χρόνου παρακολούθηση της ατμοσφαιρικής πυκνότητας γύρω από δορυφόρους, ενισχύοντας την πρόγνωση του διαστημικού καιρού και συμβάλλοντας σε ασφαλέστερες και πιο αξιόπιστες μελλοντικές διαστημικές επιχειρήσεις.
Η μελέτη, με τίτλο «Tomography of Thermospheric Density from Starlink Ephemeris: Initial Report», δημοσιεύτηκε στις 30 Ιουλίου 2026 στο επιστημονικό περιοδικό Earth, Planets and Space (DOI: 10.1186/s40623-026-02509-5).
Πηγές
- Kyoto University, Mapping the upper atmosphere (Αύγουστος 2026)
- EurekAlert!, Mapping the upper atmosphere (Αύγουστος 2026)
- Phys.org, Mapping the upper atmosphere with public Starlink satellite data (Αύγουστος 2026)
- SciTechDaily, Starlink Satellites Reveal a Hidden Atmosphere 300 Miles Above Earth (Αύγουστος 2026)
- Yamamoto et al., Tomography of thermospheric density from Starlink Ephemeris: initial report, Earth, Planets and Space, 2026 (DOI: 10.1186/s40623-026-02509-5)