فلكي يحوّل أقمار Starlink إلى مقياس ضغط كوكبي

حوّل الفلكي والكاتب توني فيليبس، الذي يدير موقع spaceweather.com، أسطول أقمار Starlink التابع لشركة SpaceX إلى مقياس ضغط كوكبي: فبحسب قوله، يكشف الاضمحلال المداري اليومي لآلاف الأقمار حالة الغلاف الجوي العلوي للأرض.

يكتب فيليبس: "لـ Starlink مساوئ كثيرة"، ويعدّ منها إعاقتها لعلم الفلك، والحطام المعدني الذي يلوث الغلاف الجوي، ودفعها المدار الأرضي المنخفض إلى حافة متلازمة كيسلر. ويضيف: "في المقابل، إنها مقياس ضغط ممتاز".

كيف يعمل القياس

يتمدد الغلاف الجوي عند تسخينه، وتفقد الأقمار بضعة أمتار من الارتفاع كل يوم؛ وعندما ينتفخ الهواء يتسارع اضمحلال المدار. وتنشر القوات الفضائية الأمريكية مرتين أو ثلاثا يوميا عناصر مدارية جديدة تعرف بـ TLE.

ويختفي داخل كل منها حد سحب يسمى B*، وهناك تظهر كثافة الهواء: نموذج المدار يفترض غلافا جويا ثابتا، لذا عندما ينتفخ الغلاف الحقيقي يجب أن ينمو الحد المطابق B* ليبقى النموذج متوافقا مع التتبع. وقيمة B* لقمر واحد مشوشة، لذلك يتابع فيليبس عينة ثابتة من 1000 قمر Starlink أطلقت قبل 2026 ويأخذ الوسيط على مستوى الأسطول.

ما يكشفه عام 2026

يختصر المؤشر كل شيء في رقم واحد: كم مترا كان قمر Starlink نموذجي على ارتفاع 480 كيلومترا سيفقد في يوم واحد لو أطفأ محركاته. وتراوح المؤشر هذا العام بين 19,7 مترا في 10 أغسطس و127,6 مترا في 20 يناير خلال أكبر عاصفة جيومغناطيسية في العام، أي ستة أضعاف.

سخّنت عاصفة يناير من الفئة G4 الغلاف الحراري، واحتاج الهواء إلى أسبوعين ليهدأ؛ كما أنتجت عواصف أضعف في مارس وأبريل ومايو ويونيو ويوليو قفزات حادة. ويسخّن الإشعاع فوق البنفسجي الغلاف الحراري، ويتبع معدل الهبوط تدفق الشمس الراديوي عند 10,7 سم بتأخر يومين.

ويفحص فيليبس ثلاثة أساطيل أخرى: 107 أقمار SuperDove من Planet Labs بلا محركات وهي تسقط فعلا (نحو 62 مترا يوميا هذا العام)، و391 قمرا من Amazon Kuiper، و651 مركبة من Eutelsat OneWeb. ويتطابق Kuiper و Starlink بمعامل ارتباط 0,94، أما OneWeb على ارتفاع 1200 كيلومتر فبقي شبه ثابت.

لماذا يهم ذلك

تبقى كثافة الغلاف الحراري أكبر مصدر لعدم اليقين في التنبؤ بالمدارات وتجنب الاصطدامات: تخطئ النماذج القياسية بنسبة 20-30% في الأيام العادية وبأكثر من ذلك أثناء العواصف. والجديد هنا، بحسب فيليبس، مؤشر يومي عام ومستمر تتحقق من نتيجته ثلاثة أساطيل مستقلة.

ويعدد أيضا القيود: المؤشر نسبي، وتتوزع مطابقة TLE على يوم إلى ثلاثة أيام، وأثناء العواصف تدير SpaceX أقمارها لتواجه التدفق بجانبها الضيق، لذا فإن الذرى المقروءة من Starlink تقديرات دنيا. أما التحقق فتقدمه أقمار SuperDove بلا محركات.