Тысячи спутников связи неожиданно стали распределённым научным прибором. Астроном Тони Филлипс построил ежедневный индекс, отслеживающий изменения плотности верхней атмосферы через орбитальные данные. Способ не требует специального оборудования — использует информацию из стандартной системы наблюдения США.
Метод основан на простом физическом принципе. Солнечное излучение и геомагнитные бури нагревают термосферу, газ расширяется и становится плотнее на высотах в несколько сотен километров. Растущее сопротивление воздуха заставляет низкоорбитальные аппараты быстрее терять высоту.
Для расчётов используются TLE — стандартные наборы орбитальных параметров, которые постоянно обновляются на основе данных слежения. Ключевой параметр B* связан с аэродинамическим сопротивлением. Когда плотность атмосферы растёт, это значение меняется вслед за дополнительным торможением.
Один спутник даёт слишком много шума: коррекции орбиты, работа двигателей, ошибки расчётов. Филлипс следит за 1000 Starlink, запущенных до 2026 года, сравнивая каждый с его показателями в спокойных условиях, затем берёт медиану по группе.
Результаты проверены другими системами. 107 спутников Planet Labs SuperDove не корректируют орбиту двигателями, служат независимой проверкой реального снижения. 391 аппарат Amazon Kuiper на высоте 630 км показывает сходную динамику. 651 спутник OneWeb на 1200 км — контрольная группа, где сопротивление намного слабее.
За 2026 год показатели варьировались в широком диапазоне. 10 августа расчётная скорость снижения типичного Starlink на высоте 480 км была 19,7 метра в сутки. 20 января, во время сильной геомагнитной бури, достигла 127,6 метра. Разница превысила в шесть раз. На 25 сентября показатель был 41,9 метра в сутки.
Эти цифры не означают, что рабочий спутник теряет столько высоты ежедневно. Аппараты корректируют орбиты двигателями. Показатель отвечает на другой вопрос: как быстро снижался бы неуправляемый Starlink при нынешнем состоянии атмосферы. При темпе 40 метров в сутки условному спутнику понадобилось бы примерно четыре года для схода с орбиты, но такой темп непостоянен.
Данные показывают и задержку реакции атмосферы. Изменение плотности следует за солнечным радиоизлучением на длине волны 10,7 см примерно через двое суток, тогда как крупные геомагнитные бури вызывают резкие всплески намного быстрее. Во время январского события сопротивление на высоте около 555 км выросло примерно втрое относительно спокойных дней.
Для операторов спутников плотность термосферы остаётся источником ошибок при прогнозе орбит и расчёте рисков столкновений. Стандартные модели ошибаются на 20–30% даже в спокойные дни, во время бурь погрешность растёт. В феврале 2022 года усиленное сопротивление вывело из строя 38 из 49 недавно запущенных Starlink.
У индекса есть ограничения. TLE сглаживают быстрые изменения на протяжении одного-трёх дней, а SpaceX может разворачивать аппараты во время бурь для уменьшения сопротивления. Показатель оценивает относительную плотность газа, а не давление в обычном смысле. Однако одновременное наблюдение нескольких независимых группировок превращает огромный парк спутников в постоянно работающий датчик состояния термосферы.
