Volg Duurzaamnieuws op Google News | Discover | of als voorkeursbron op Google
Zo’n 1.200 satellieten bieden onderzoekers van Kyoto University een nieuwe blik op de ijle lucht rond de aarde. Dat kan helpen om satellietbanen nauwkeuriger te voorspellen, nu de kans op botsingen in volle omloopbanen groeit.
Foto: Dreamstime
Rond de aarde wordt het steeds drukker, met actieve satellieten en ruimtepuin die allemaal afhankelijk zijn van voorspelbare banen. Onderzoekers brachten daarom de dichtheid van de thermosfeer op zo’n 500 kilometer hoogte in kaart met tomografie, een techniek die we vooral kennen uit medische scans. Hun eerste kaart kwam overeen met metingen van de Europese SWARM-satellieten, in een baan om de aarde waar een kleine afwijking grote gevolgen kan hebben.
Een minuscule remkracht maakt al verschil
Op enkele honderden kilometers hoogte zit nog steeds genoeg lucht om een satelliet heel langzaam af te remmen. Die weerstand zorgt ervoor dat een baan geleidelijk lager komt te liggen. Dat kleine effect moet je goed kennen als je wilt berekenen waar een satelliet later precies langs vliegt.
In de lage aardbaan bewegen duizenden satellieten en stukken ruimtepuin door elkaar. Een fout in de dichtheid van de atmosfeer werkt dan door in de baanvoorspelling, en dus in de kans dat operators moeten uitwijken.
Goed om te weten
De thermosfeer loopt grofweg van 100 tot 1.000 kilometer boven het aardoppervlak. Satellieten in dit gebied voelen de atmosfeer, ook al is die voor ons op aarde bijna onvoorstelbaar ijl.
Starlink als meetnet in de ruimte
Kunstafbeelding van meerdere satellieten met zonnepanelen in een baan rond de aarde, waaronder een blauwe satelliet in het centrum. Beeld: Look Up Space.
Hoofdauteur Mamoru Yamamoto van het Research Institute for Sustainable Humanosphere (RISH) van Kyoto University, in Uji bij Kyoto, en zijn collega’s gebruikten openbare baaninformatie van Starlink. De satellieten vlogen tijdens de metingen op ongeveer 482 kilometer hoogte, waardoor ze samen een ongewoon dicht netwerk vormden.
De onderzoekers keken naar het geleidelijke verval van die banen, tussen 1 en 7 september 2025. Daaruit is af te leiden hoeveel luchtweerstand een satelliet ondervindt, en daarmee ook hoe dicht de neutrale atmosfeer op die plek is.
Yamamoto noemt het onderzoek een brug tussen ruimtewetenschap en ruimtevaarttechniek. Natuurkundigen bestuderen de bovenste atmosfeer, terwijl satellietbouwers vooral willen weten wat die lucht met een baan doet.
Vrijwel alle lucht daarboven is neutraal
Meer dan 99 procent van de ijle atmosfeer in dit hoogtegebied bestaat uit neutraal gas: deeltjes zonder elektrische lading. De ionosfeer, met geladen gasdeeltjes, vormt minder dan 1 procent.
De ionosfeer is relatief goed te volgen omdat geladen deeltjes radiogolven beïnvloeden, terwijl de neutrale thermosfeer zich veel minder makkelijk laat zien.
- De eerdere analyse van het team volgde veranderingen met de tijd en de hoogte.
- De nieuwe methode voegt de ligging op aarde toe, via breedtegraad en lengtegraad.
- Zo ontstaat een ruimtelijk beeld van plekken waar de lucht op dezelfde hoogte dichter of ijler is.
Die aanpak heet tomografie: net als bij een medische scan bouw je uit veel losse metingen een beeld op van wat je niet rechtstreeks kunt zien. De meetpunten zijn hier satellieten die door een dunne laag gas bewegen.
Van kaart naar veiliger ruimteverkeer
De nieuwe kaart is volgens Kyoto University de eerste tomografische analyse van de thermosferische dichtheid op deze manier. De vergelijking met de SWARM-missie liet zien dat de patronen overeenkwamen met metingen langs de banen van die Europese satellieten.
Voor dagelijks satellietbeheer moet de methode nog verder worden verfijnd. De dichtheid van de thermosfeer kan veranderen onder invloed van ruimteweer, waaronder activiteit van de zon.
Europese satellieten voor navigatie, aardobservatie en communicatie delen de ruimte met commerciële constellaties, waardoor betrouwbare baanberekeningen steeds belangrijker worden.
Een meetinstrument dat al boven ons hangt
Starlink is oorspronkelijk bedoeld voor internetverbindingen, maar de baaninformatie blijkt ook bruikbaar voor atmosfeeronderzoek. Er hoeft geen aparte vloot meetinstrumenten te worden gelanceerd om op grote schaal gegevens te verzamelen.
Als gegevens sneller verwerkt kunnen worden, kan de methode uitgroeien tot vrijwel directe monitoring rond satellieten. Beheerders zien dan eerder wanneer veranderende luchtweerstand een geplande baanberekening minder betrouwbaar maakt.
De volgende stap is het koppelen van actuele dichtheidsmetingen aan systemen voor ruimteverkeersbeheer, zodat satellietoperators hun uitwijkmanoeuvres met meer zekerheid kunnen plannen.
