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Advanced Thermosphere Modelling for Orbit Prediction

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Satélites en órbita por más tiempo

Un grupo de científicos financiado con fondos europeos ha desarrollado un modelo semiempírico de la termosfera terrestre que ayuda a mantener los satélites en su trayectoria durante los periodos de actividad solar extrema. El modelo es capaz de predecir las condiciones en la órbita terrestre baja (LEO) con hasta setenta y dos horas de antelación, lo que permite preservar la integridad de los activos espaciales.

Tecnologías industriales

La Estación Espacial Internacional (ISS), al igual que muchos satélites LEO, se desplaza en la órbita exterior de la atmósfera terrestre, también conocida como termosfera, la cual está expuesta a cantidades extraordinarias de radiación ultravioleta y rayos X procedentes del Sol que, a medida que aumenta la altitud, provoca que las temperaturas asciendan a más de 1 000º C. Además, las condiciones en la termosfera pueden cambiar rápidamente a consecuencia de la actividad geomagnética y solar extrema. El lapso de tiempo que media entre la fuerza magnética y la respuesta de la termosfera hace necesario un modelado en tiempo casi real a fin de poder realizar pronósticos con regularidad. El equipo científico de este proyecto abordó estas necesidades a través del proyecto «Advanced thermosphere modelling for orbit prediction» (ATMOP), financiado con fondos europeos. Los científicos que trabajaron en el proyecto ATMOP desarrollaron un modelo semiempírico de la termosfera más preciso que los modelos disponibles hasta entonces. La opción elegida fue el modelo predictivo de temperatura de resistencia aerodinámica DTM2013, el cual se lanzó en noviembre de 2013, poco antes de la finalización del proyecto, tras ajustarlo a los datos generales disponibles y, lo que es más importante, una vez el diseño permitió la asimilación de datos en tiempo casi real. Más concretamente, el modelo DTM2013 se basó en datos de alta resolución de los proyectos «Challenging Minisatellite Payload» (CHAMP), «Gravity Recovery and Climate Experiment» (GRACE), y «Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer» (GOCE). A efectos de validación, se utilizaron datos de la Fuerza Aérea estadounidense sobre la media diaria de densidad atmosférica en altitudes entre doscientos y quinientos kilómetros. El modelo se probó varias veces para determinar su rendimiento y la integración de los datos. El modelo DTM2013 fue el que mejor se ajustó a los datos de densidad, asimilados como independientes, y demostró un rendimiento sin precedentes en comparación con el modelo anterior a ATMOP, el DTM2009, o con los modelos atmosféricos de referencia internacional JB2008 y NRLMSISE-00. El proyecto ATMOP ha ofrecido a Europa el primer modelo a tiempo casi real que permite obtener previsiones y «visiones instantáneas» («nowcasts») con regularidad. El modelo DTM2013 se centra en la resistencia del aire en órbita, cuyos cálculos son fundamentales para controlar los satélites en la capa superior de la atmósfera. Se espera que este proyecto contribuya a mantener los activos espaciales en órbita, evitar colisiones y reducir la dependencia de Europa de la tecnología extranjera en esta disciplina.

Palabras clave

Satélites, activos espaciales, actividad solar, modelado termosférico, predicción orbital

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