SpaceX
Австрійські науковці з Інституту геодезії Технічного університету Граца використали сигнали супутників Starlink для моніторингу кліматичних змін.
Новий підхід полягає у використанні прихованих супутникових сигналів для спостереження за змінами клімату на Землі в режимі реального часу. Вчені використали ефект Доплера
Надійні супутникові дані є одним з найбільш цінних джерел у наукових дослідженнях щодо кліматичних змін. Чим більше джерел інформації доступно дослідникам, тим більш точні висновки вони можуть робити.
Донедавна науковці вважали великим упущенням те, що тисячі супутників, які обертаються навколо Землі, не надають змоги використовувати власні сигнали для позиціювання та спостереження за кліматичними змінами на планеті. Однак в рамках проєкту FFG Estimation австрійські вчені знайшли спосіб використати ці сигнали.
Поєднуючи їх з інформацією від навігаційних дослідницьких супутників, науковці прагнуть покращити механізми моніторингу за змінами у навколишньому середовищі.
Супутникове спостереження за Землею базується на виявленні змін рівня моря, ґрунтових вод та інших факторів змін навколишнього середовища. Вони впливають на гравітаційне поле Землі, трохи змінюючи траєкторії руху супутників.
Аналізуючи ці орбітальні зміни супутників, науковці мають змогу отримувати цінну інформацію про нашу планету.
«Зростаюча доступність супутникового інтернету означає, що в нашому розпорядженні є величезна кількість сигналів зв’язку, які за кількістю і силою значно перевершують сигнали навігаційних супутників. Якщо ми тепер можемо використовувати ці сигнали для наших вимірювань, то у нас не тільки найкраща доступність сигналу, але й набагато краща тимчасова роздільна здатність завдяки великій кількості супутників. Це також дає нам змогу спостерігати короткострокові зміни. Це означає, що на додаток до визначення положення та змін у гравітаційному полі Землі, які важливі для кліматичних досліджень, погодні явища, такі як сильний дощ чи зміна рівня моря, також можна відстежувати у реальному часі», — пояснює Філіп Берглез з Інституту геодезії.
Однією з ключових проблем під час реалізації проєкту стало те, що оператори супутників, включно з мережами Starlink, OneWeb та Amazon Kuiper, не надають жодної інформації стосовно структури супутникових сигналів. До того ж ці сигнали постійно змінюються.
Науковці також не мають точних даних про орбітальне положення та відстань цих супутників, що загрожує помилками й неточностями під час розрахунків.
Однак аналізуючи сигнали супутників Starlink, вони виявили додаткові звуки у сигналах та використали ефект Доплера, щоб встановити зсув частоти цих постійних тонів у міру того, як супутники рухалися до приймача та від нього.
Це дозволило науковцям визначити місцеперебування супутника з точністю до 54 метрів, хоча це ще не до кінця задовольняє умовам використання геодезичних застосунків. Досі у дослідженнях використовувалась тільки фіксована супутникова антена для тестування та перевірки ключового принципу вимірювання.
Тепер науковці концентруються на тому, щоб підвищити точність вимірювання сигналів до кількох метрів. Це стане можливим завдяки антенам, які можуть або слідувати за супутниками, або приймати сигнали з різних напрямків.
Окрім цього дослідники наполягають на тому, що вимірювання мають проводитись у кількох місцях одночасно для підвищення точності та зниження рівня помилок.
З великою кількістю даних вимірювань дослідники можуть обчислити більш точні дані про орбіту, що, своєю чергою, робить визначення позицій та розрахунок гравітаційного поля Землі більш точними. Робоча група з навігації також хоче розробити нові методи обробки сигналів, які відфільтровують точніші дані вимірювань із сигналів, які досі були досить незвичайними для геодезичних додатків.
«Тепер вся річ у підвищенні точності. Як тільки ми досягнемо цього, ми зможемо ще точніше зрозуміти, які зміни зазнає наш світ. Просто про всяк випадок я хотів би прояснити наступне: ми аналізуємо сигнали зв’язку, але ми не можемо і не хочемо знати їхнього змісту. Ми використовуємо їх лише для позиціонування та спостереження за орбітами, щоб визначити гравітаційне поле Землі», — наголошує Філіп Берглез.
Джерело: SciTechDaily