Para ilmuwan baru saja menemukan pelacak iklim tersembunyi di sinyal Starlink – dan ini adalah pengubah permainan

Pendekatan baru membuka kunci data tersembunyi dari konstelasi mega satelit untuk melacak perubahan Bumi secara real time.

Dengan menggunakan efek Doppler, para ilmuwan telah menemukan cara untuk menganalisis sinyal dari Starlink dan jaringan serupa, mengungkapkan wawasan tentang iklim, permukaan laut, dan pola cuaca. Presisi masih merupakan tantangan, tetapi potensi untuk pengamatan global sangat besar.

Membuka kunci data baru untuk observasi bumi

Data yang dapat diandalkan adalah salah satu alat paling berharga dalam penelitian ilmiah. Semakin banyak sumber data yang dapat diakses oleh para ilmuwan, semakin akurat temuan mereka. Sampai baru-baru ini, para peneliti dalam navigasi dan geodesy satelit melihat peluang besar yang terlewatkan-sementara ribuan satelit dalam konstelasi besar mengorbit Bumi untuk tujuan komunikasi, sinyal mereka tidak dapat digunakan untuk penentuan posisi atau pengamatan bumi.

Sekarang, melalui estimasi proyek FFG, para ilmuwan di Institute of Geodesy di Graz University of Technology (Tu Graz) telah menemukan cara untuk memanfaatkan sinyal yang sebelumnya belum dimanfaatkan ini. Dengan mengintegrasikannya dengan data dari satelit navigasi dan penelitian, mereka bertujuan untuk meningkatkan cara kami melacak perubahan lingkungan di Bumi dengan presisi yang lebih besar.

Sukses dengan efek doppler

Pengamatan Bumi berbasis satelit bergantung pada mendeteksi perubahan permukaan laut, permukaan air tanah, dan faktor lingkungan lainnya yang mengubah medan gravitasi Bumi-lintasan satelit yang bergeser secara halus. Dengan menganalisis perubahan orbital ini, para ilmuwan dapat mengekstraksi data berharga tentang planet kita.

“Meningkatnya ketersediaan internet satelit secara khusus berarti bahwa kami memiliki sejumlah besar sinyal komunikasi yang kami miliki, yang secara signifikan melebihi satelit navigasi dalam hal jumlah dan kekuatan sinyal,” kata Philipp Berglez dari Institute of Geodesy.

Jika kita sekarang dapat menggunakan sinyal-sinyal ini untuk pengukuran kita, kita tidak hanya memiliki ketersediaan sinyal yang lebih baik, tetapi juga resolusi temporal yang jauh lebih baik berkat sejumlah besar satelit. Ini juga memungkinkan kita untuk mengamati perubahan jangka pendek. Ini berarti bahwa, selain menentukan posisi dan perubahan dalam level yang relevan untuk riset klakson, lacak cuaca, seperti level yang relevan.

Mengatasi tantangan dalam analisis sinyal

Salah satu tantangan dalam mewujudkan proyek ini adalah bahwa operator satelit, termasuk Starlink, OneWeb, dan Amazon Project Kuiper, tidak mengungkapkan informasi tentang struktur sinyal mereka, dan sinyal -sinyal ini terus berubah. Selain itu, tidak ada data orbit yang tepat atau pengukuran jarak ke satelit, yang mewakili sumber kesalahan potensial untuk perhitungan.

Dengan menganalisis sinyal StarLink, para peneliti tetap menemukan cara untuk memungkinkan aplikasi yang diinginkan. Mereka mendeteksi suara di dalam sinyal yang terus -menerus terdengar. Mereka kemudian menggunakan efek Doppler dan menyelidiki pergeseran frekuensi nada konstan ini ketika satelit bergerak ke arah dan menjauh dari penerima. Ini memungkinkan posisi ditentukan dengan ketepatan dari 54 meter. Meskipun ini belum memuaskan untuk aplikasi geodetik, untuk investigasi yang telah dilakukan sejauh ini, hanya antena satelit yang tetap dan tersedia secara komersial digunakan untuk menguji dan memverifikasi prinsip dasar dari metode pengukuran.

Lebih banyak wawasan tentang bagaimana dunia kita berubah

Tujuannya sekarang adalah untuk meningkatkan akurasi menjadi hanya beberapa meter. Ini akan dimungkinkan oleh antena yang dapat mengikuti satelit atau menerima sinyal dari berbagai arah. Selain itu, pengukuran harus dilakukan di beberapa lokasi untuk meningkatkan akurasi dan mengurangi pengaruh kesalahan. Dan dengan lebih banyak data pengukuran, para peneliti dapat menghitung data orbit yang lebih tepat, yang pada gilirannya membuat posisi menentukan dan menghitung medan gravitasi bumi lebih akurat. Kelompok Kerja Navigasi juga ingin mengembangkan metode pemrosesan sinyal baru yang menyaring data pengukuran yang lebih tepat dari sinyal yang sejauh ini agak tidak biasa untuk aplikasi geodetik.

“Dengan dapat memanfaatkan sinyal komunikasi untuk geodesy, kami telah mengungkapkan potensi besar untuk penyelidikan dan pengukuran bumi kami yang lebih rinci,” kata Philipp Berglez. “Sekarang ini semua tentang meningkatkan ketepatan. Begitu kita berhasil melakukan ini, kita akan dapat memahami lebih tepatnya apa yang sedang berubah dari dunia kita. Hanya untuk berada di sisi yang aman, saya ingin memperjelas hal berikut: kami menganalisis sinyal komunikasi di sini, tetapi kami tidak dapat dan tidak ingin mengetahui konten mereka. Kami hanya menggunakannya untuk memposisikan dan mengamati atau mengamati orbits order to Bumi.

Pertemuan: Ahorn 2024

Pendanaan: Badan Promosi Penelitian Austria