Starlink di SpaceX sta assumendo un ruolo completamente nuovo: da rete globale per le comunicazioni satellitari a vero e proprio strumento scientifico per misurare lo stato dell’atmosfera terrestre. Gli oltre 11 mila satelliti in orbita bassa terrestre che circondano il nostro pianeta possono infatti essere utilizzati come un enorme barometro spaziale, capace di rilevare variazioni della densità atmosferica e gli effetti delle tempeste solari. L’idea nasce dall’osservazione di un fenomeno inevitabile: tutti i satelliti in orbita bassa, anche quelli che viaggiano a centinaia di chilometri di altezza, attraversano ancora gli strati più esterni dell’atmosfera. Sebbene l’aria sia estremamente rarefatta, genera comunque un attrito sufficiente a rallentare progressivamente i veicoli spaziali, sottraendo loro energia orbitale. Senza periodiche correzioni di traiettoria effettuate attraverso i propulsori, ogni singolo satellite Starlink sarebbe destinato lentamente a perdere quota e rientrare nell’atmosfera terrestre. E’ quanto riporta spaceweather.com.
Come Starlink misura la densità dell’atmosfera a 480 chilometri di quota
Il principio alla base di questa nuova applicazione scientifica è semplice: maggiore è la densità dell’atmosfera nello spazio vicino alla Terra, maggiore sarà la resistenza incontrata dai satelliti e più rapidamente perderanno energia orbitale. Ogni giorno la US Space Force pubblica nuovi dati orbitali, chiamati TLE (Two-Line Elements), che descrivono la posizione e il movimento degli oggetti presenti nell’orbita terrestre. All’interno di questi dati è presente anche un parametro legato al drag atmosferico, cioè alla forza frenante esercitata dalle particelle atmosferiche sul satellite. Analizzando questi valori per circa 1000 satelliti Starlink, è possibile ottenere un indicatore unico e facilmente interpretabile: un valore giornaliero della quantità di attrito atmosferico presente nell’ambiente orbitale. Questo parametro può essere considerato una sorta di pressione atmosferica misurata nello spazio, precisamente nella fascia intorno ai 480 chilometri di quota, dove opera gran parte della costellazione Starlink.
Le tempeste solari gonfiano l’atmosfera terrestre e aumentano il drag satellitare
Uno degli aspetti più interessanti riguarda il legame diretto tra attività solare e variazioni dell’atmosfera superiore terrestre. Quando il Sole attraversa periodi di forte attività, con brillamenti, espulsioni di massa coronale e conseguenti tempeste geomagnetiche, l’energia depositata nell’alta atmosfera provoca un suo temporaneo riscaldamento ed espansione. Gli strati atmosferici più esterni si “gonfiano”, raggiungendo quote maggiori rispetto alle condizioni normali. Di conseguenza, i satelliti in orbita bassa incontrano una maggiore quantità di particelle e subiscono un aumento della resistenza aerodinamica. Proprio questi picchi di attrito possono diventare un indicatore immediato dell’arrivo o del passaggio di una tempesta geomagnetica, offrendo un nuovo metodo per studiare la risposta dell’atmosfera terrestre agli eventi provenienti dal Sole.
Una nuova finestra sullo spazio grazie ai satelliti commerciali
La trasformazione di Starlink in un osservatorio scientifico rappresenta un esempio di come le grandi infrastrutture spaziali private possano generare anche nuove opportunità per la ricerca. La costellazione non è stata progettata originariamente per studiare l’atmosfera, ma la sua enorme estensione e la quantità di dati prodotti permettono oggi di utilizzarla come una rete distribuita di sensori. Il monitoraggio quotidiano del drag satellitare consente infatti di seguire l’evoluzione dell’ambiente spaziale vicino alla Terra con una frequenza e una copertura difficilmente ottenibili attraverso strumenti tradizionali. La stessa tecnica può aiutare anche a comprendere meglio i rischi per le missioni spaziali future, perché variazioni improvvise della densità atmosferica possono influenzare il funzionamento dei satelliti e modificare le previsioni sulle loro orbite.
Starlink non è l’unica costellazione utilizzata per il monitoraggio atmosferico
Il metodo non si basa soltanto sui satelliti Starlink. Per verificare l’affidabilità dei dati vengono monitorate anche altre grandi costellazioni in orbita bassa. Tra queste ci sono i satelliti SuperDoves di Planet Labs, circa 107 veicoli spaziali, particolarmente preziosi perché non dispongono di propulsori dedicati alla compensazione del decadimento orbitale. Proprio questa caratteristica li rende estremamente sensibili alle variazioni del drag atmosferico. Vengono inoltre analizzati i dati della costellazione Kuiper di Amazon, con circa 391 satelliti, e dei satelliti OneWeb di Eutelsat, circa 651 unità. Il confronto tra sistemi differenti permette di ottenere una verifica indipendente delle misurazioni e di costruire un quadro sempre più preciso delle condizioni dell’alta atmosfera.
Una nuova era per il monitoraggio dello spazio vicino alla Terra
La possibilità di utilizzare migliaia di satelliti commerciali come strumenti scientifici apre scenari completamente nuovi. Una rete nata per portare internet ad alta velocità in ogni angolo del pianeta diventa anche una gigantesca infrastruttura per osservare il comportamento dell’atmosfera terrestre. Il concetto è rivoluzionario: ogni variazione dell’orbita di un satellite diventa un’informazione sulle condizioni dello spazio circostante. Ogni rallentamento causato dall’attrito atmosferico racconta qualcosa sull’attività del Sole, sull’espansione dell’atmosfera e sui cambiamenti dell’ambiente spaziale. La costellazione Starlink, pur essendo al centro del dibattito scientifico per gli effetti sull’astronomia e per il problema dei detriti spaziali, potrebbe quindi offrire anche un contributo importante alla conoscenza del nostro pianeta. Da oggi il comportamento di migliaia di satelliti può essere letto come una sorta di battito atmosferico della Terra, un nuovo indicatore globale per capire come il Sole influenza continuamente il nostro ambiente spaziale.