A unos 500 kilómetros sobre la superficie terrestre todavía existe suficiente atmósfera como para alterar lentamente la trayectoria de los satélites, aunque medir con precisión qué tan densa es esa región resulta extremadamente complicado. Ahora, un grupo de investigadores de la Universidad de Kioto encontró una forma inesperada de estudiarla utilizando algo que ya está orbitando el planeta por miles: los satélites de Starlink.

El equipo recurrió a datos orbitales disponibles públicamente de aproximadamente 1.200 satélites de la constelación de SpaceX, situados alrededor de los 482 kilómetros de altitud, y analizó cómo la resistencia atmosférica modificaba ligeramente sus movimientos. A partir de esas variaciones, los investigadores pudieron estimar la densidad del gas presente en distintas regiones de la termosfera y construir una especie de mapa de la atmósfera superior.

La técnica se inspira en el principio de la tomografía, utilizado también en medicina para reconstruir imágenes internas del cuerpo a partir de múltiples mediciones. En este caso, en lugar de observar tejidos humanos, los científicos utilizaron cientos de satélites como sensores distribuidos alrededor de la Tierra.

Starlink funciona como una red de sensores atmosféricos

La termosfera se extiende cientos de kilómetros sobre nuestro planeta y contiene un gas extremadamente tenue, pero eso no significa que sus efectos sobre los satélites sean despreciables. Incluso una resistencia aerodinámica mínima puede modificar lentamente una órbita y generar diferencias entre la posición calculada de una nave y su ubicación real.

Cuantos más satélites se concentran en la órbita terrestre baja, más importante resulta conocer esas pequeñas variaciones, porque una desviación aparentemente insignificante puede afectar las predicciones utilizadas para evitar acercamientos peligrosos.

Los investigadores analizaron cuánto se desaceleraban los satélites Starlink mientras atravesaban diferentes zonas y utilizaron esa información para generar lo que describen como la primera instantánea bidimensional de latitud y longitud de la densidad termosférica obtenida mediante este método, a una altitud cercana a los 500 kilómetros.

Para comprobar que el sistema producía resultados fiables, compararon los patrones obtenidos con observaciones independientes realizadas por los satélites Swarm de la Agencia Espacial Europea, encontrando una buena correspondencia entre ambos conjuntos de datos.

Una técnica médica aplicada a miles de kilómetros sobre la Tierra

El principio detrás del sistema recuerda a una tomografía computarizada, donde muchas mediciones realizadas desde distintos ángulos permiten reconstruir una estructura que no puede observarse directamente. En este caso, cada satélite aporta información sobre la resistencia que encuentra a medida que se desplaza por la termosfera, y la combinación de cientos de trayectorias permite reconstruir cómo cambia la densidad atmosférica de una región a otra.

El equipo ya había utilizado anteriormente los datos de Starlink para analizar variaciones de densidad según la altitud y el paso del tiempo, pero el nuevo trabajo añade una dimensión importante: la distribución horizontal de la atmósfera alrededor del planeta.

Esto permite detectar diferencias entre distintas latitudes y longitudes y ofrece una imagen más completa de una región atmosférica que puede cambiar significativamente debido a la actividad solar y al clima espacial.

Mejorar las órbitas podría ayudar a evitar colisiones

La aplicación más inmediata está relacionada con la seguridad espacial. Si los operadores conocen mejor la densidad atmosférica que rodea un satélite, pueden calcular con mayor precisión cómo evolucionará su órbita y anticipar dónde estará horas o días después.

Esto resulta cada vez más importante en un entorno en el que miles de satélites, etapas de cohetes y fragmentos de basura espacial comparten regiones orbitales relativamente estrechas.

Los investigadores creen que, con suficientes datos, la técnica podría evolucionar hacia un sistema capaz de monitorizar casi en tiempo real la termosfera, mejorando no solo la predicción de trayectorias sino también los modelos de clima espacial.

Paradójicamente, una constelación creada originalmente para ofrecer conexión a internet podría terminar desempeñando otra función científica inesperada: convertirse en una gigantesca red de sensores capaz de observar una parte de la atmósfera terrestre que hasta ahora era especialmente difícil de medir.

Fuente: Meteored.

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