Wissenschaftler machen Starlink zu einem riesigen Scanner für die obere Erdatmosphäre

Forscher der Universität Kyoto haben anhand von Umlaufbahndaten von rund 1.200 Starlink-Satelliten die atmosphärische Dichte in einer Höhe von etwa 500 km über der Erde kartiert, was dazu beitragen könnte, das Risiko von Kollisionen im Orbit zu verringern.

Forscher haben anhand von Umlaufbahndaten von rund 1.200 Satelliten rekonstruiert, wie sich die atmosphärische Dichte in der Thermosphäre in einer Höhe von etwa 500 Kilometern über der Erde verändert.

Hunderte von Kilometern über der Erde befindet sich eine Atmosphärenschicht namens Thermosphäre, die fast ausschließlich aus elektrisch neutralem Gas besteht, was ihre Messung bekanntermaßen erschwert. Das ist ein Problem, denn selbst in diesen Höhen ist die Atmosphäre laut Forschern immer noch dicht genug, um Satelliten zu bremsen – und da die Umlaufbahnen von Jahr zu Jahr dichter werden, ist es für die Vermeidung von Kollisionen entscheidend, die genaue Dichte zu kennen.

Nun hat ein Team der Universität Kyoto einen Weg gefunden, das Messproblem zu umgehen, indem es sich einer Technik aus der Medizin bediente.

Anhand öffentlich zugänglicher Umlaufbahndaten von etwa 1.200 Starlink-Satelliten, die in einer Höhe von rund 482 Kilometern fliegen, wandten sie ein Verfahren namens Tomographie an – das gleiche Prinzip, das auch hinter CT-Scans steckt –, um anhand des Luftwiderstands, der jeden Satelliten verlangsamte, zu berechnen, wie dicht die Atmosphäre um sie herum war.

Anwendung medizinischer Bildgebungsverfahren am Himmel

Anhand der von ihnen gesammelten Daten erstellten die Wissenschaftler das, was sie als „erste zweidimensionale Längen- und Breiten-Momentaufnahme“ der Dichte in der Thermosphäre in einer Höhe von etwa 500 km bezeichnen.

Die von ihnen festgestellten Muster stimmten gut mit unabhängigen Beobachtungen der SWARM-Satelliten der Europäischen Weltraumorganisation überein, was ihnen die Gewissheit gab, dass die Methode funktionierte.

Die neue Methode hat gezeigt, wie sich der Luftwiderstand von Satelliten zur Verbesserung von Bahnvorhersagen nutzen lässt, wodurch die Navigation in zunehmend überfüllten Regionen des Weltraums potenziell sicherer wird.

„Es handelt sich um eine interdisziplinäre Studie an der Schnittstelle zwischen Weltraumwissenschaft und Weltraumtechnik“, sagte der korrespondierende Autor Mamoru Yamamoto.

„Beim Lesen von Artikeln aus beiden Forschungsbereichen wurde uns klar, dass ein intensiverer Austausch zwischen Forschern beider Bereiche notwendig ist.“

Die Studie baut auf früheren Arbeiten derselben Forschungsgruppe auf, in denen diese anhand von Starlink-Daten untersucht hatte, wie sich die Dichte im Laufe der Zeit und in Abhängigkeit von der Höhe veränderte. Neu an diesem Schritt ist jedoch, dass nun auch die horizontale Dimension einbezogen wird – also wie sich die Dichte in verschiedenen Teilen der Erde unterscheidet –, was nach Angaben der Forscher mit diesem Ansatz bisher noch nicht durchgeführt worden war.

Warum dies für jeden, der eine Satellitenantenne besitzt, von Bedeutung sein könnte

Nach Angaben des Teams gibt es einen Vorteil, und zwar einen recht praktischen. Bessere Daten zur atmosphärischen Dichte ermöglichen nämlich genauere Vorhersagen darüber, wo sich Satelliten befinden werden. Und genauere Vorhersagen bedeuten weniger Beinahe-Zusammenstöße und Kollisionen in Umlaufbahnen, die von Jahr zu Jahr dichter werden.

Den Forschern zufolge könnte diese Technik künftig eine nahezu in Echtzeit erfolgende Überwachung der atmosphärischen Bedingungen rund um Satelliten ermöglichen. Dies würde ihrer Ansicht nach in die Weltraumwettervorhersage einfließen und den Satellitenbetrieb insgesamt sicherer und berechenbarer machen.

Artikelreferenz

Kyoto University/ScienceDaily. (2026). Scientists turn Starlink into a giant scanner for Earth's upper atmosphere.