Dokładniejsze utrzymywanie satelitów na orbicie
W zewnętrznej warstwie atmosfery ziemskiej, termosferze, orbituje Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (ISS) i wiele satelitów na orbicie LEO. Region ten otrzymuje potężne dawki słonecznego promieniowania rentgenowskiego i ultrafioletowego, przez co temperatura rośnie w nim wraz z wysokością i może sięgać nawet 1000°C. Ponadto warunki w termosferze mogą ulegać gwałtownym zmianom w okresach skrajnej aktywności słonecznej i geomagnetycznej. Ze względu na krótki czas między zadziałaniem sił geomagnetycznych a reakcją termosfery regularne prognozowanie wymaga modelowania w czasie zbliżonym do rzeczywistego. W reakcji na tę potrzebę naukowcy zainicjowali finansowany ze środków UE projekt "Advanced thermosphere modelling for orbit prediction" (ATMOP). Naukowcy z projektu ATMOP opracowali półempiryczny model termosfery o dokładności przewyższającej dotychczasowe modele. Ostatecznym wynikiem jest predykcyjny model temperatury tarcia DTM2013. Opublikowano go w listopadzie 2013 r., tuż przed końcem projektu. Został on dopasowany do najbardziej szczegółowego dostępnego zestawu danych, a przy tym zaprojektowany z myślą o skutecznym uwzględnianiu danych gromadzonych w czasie zbliżonym do rzeczywistego. Model DTM2013 opracowano na podstawie wysokiej jakości danych z programów CHAMP (Challenging Minisatellite Payload), GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) i GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer). Do weryfikacji wyników wykorzystano dane Sił Powietrznych USA na temat średniej dziennej gęstości atmosfery na wysokościach od 200 do 500 km. Wykonano kilka przebiegów testowych modelu w celu sprawdzenia jego wyników i integracji danych. Stwierdzono, że model DTM2013 daje najlepsze ogólne dopasowanie do danych gęstości, uwzględniając przy tym zarówno dane zasymilowane, jak i niezależne. Również pod względem wydajności okazał się on nieporównanie lepszy od modelu DTM2009 (stworzonego przed projektem ATMOP) oraz międzynarodowych modeli odniesienia dla atmosfery JB2008 i NRLMSISE-00. Projekt ATMOP stworzył pierwszy europejski model działający w czasie zbliżonym do rzeczywistego, który umożliwia generowanie regularnych obrazów stanu i prognoz termosfery. Działanie modelu DTM2013 dotyczy przede wszystkim oporu powietrza na orbicie, którego obliczanie ma kluczowe znaczenie dla monitorowania satelitów w górnych warstwach atmosfery. Oczekuje się, że usprawni on utrzymywanie jednostek kosmicznych na orbicie i zapobieganie kolizjom, jednocześnie zmniejszając uzależnienie Europy od obcych technologii w tych zastosowaniach.
Słowa kluczowe
Satelity, zasoby kosmiczne, aktywność Słońca, modelowanie termosfery, przewidywanie orbity
