Starlinkを惑星の気圧計に転用する

Starlinkを惑星気圧計として活用する

Starlinkには多くの欠点があります。メガコンステレーションは天文学を妨害し、金属製の再突入デブリで大気を汚染し、低軌道をケスラー症候群の瀬戸際に追いやっています。

その一方で、それは素晴らしい気圧計になります。

地球はStarlink衛星に完全に囲まれています。現在、11,000基以上が私たちの惑星を周回しています。例外なく、それらはすべて大気圏の最外層をかすめており、空気抵抗を受けています。この抵抗は衛星を降下させ、スラスタで対抗しなければなりません。これにより、それらは空気圧の臨時検出器となります。毎日、私たちはそれらの検出器を読み取り、結果を1つの数値に集約します：降下率（sink rate）です。

その数値の意味

降下率とは、単純な質問に対する答えです。もし典型的なStarlink衛星が高度480 kmで今日スラスタをオフにした場合、1日に何メートルの高度を失うでしょうか？例えば、30 m/dayという値は、30メートル沈むことを意味します。なぜ480 kmなのか？それは、ほとんどのStarlink衛星がいる場所だからです。

この数値は太陽活動に応じて毎日変化します。2026年には、年で最も穏やかな空気だった8月10日の19.7 m/dayから、その年最大の地磁気嵐だった1月20日の127.6 m/dayまで変動しました。これは6倍の差です。衛星は変わらず、空気の状態が変わったのです。

これらの数値を実感する方法があります。40 m/dayの場合、高度480 kmにある機能停止した衛星は、軌道から落下するまでに約4年かかります。1月の嵐のレートでは、1年強で落下します。これらはペースであり、予測ではありません。なぜなら、空気の状態が1年間一定ということはないからです。しかし、これらは宇宙天気（space weather）が衛星所有者にとってなぜ重要なのかを示しています。

厳密には、空気抵抗は空気の密度を測定するのであり、その圧力ではありません。それでも私たちはそれを気圧計と呼んでいます。上層大気が加熱されると、圧力と密度は共に上昇し、「密度計（densitometer）」は誰も読みたがらない言葉です。

2026年現在まで

［画像: 2026年の衛星降下率：StarlinkとPlanet LabsのDoveからの高度480 kmにおける日次降下率、地磁気嵐をラベル付け］

上部：2026年の12回の最も強い地磁気嵐をラベル付けした惑星Ap指数。下部：高度480 kmにおける日次降下率。青い曲線は約400基のStarlink衛星の空気抵抗項から来ています。緑の曲線は、スラスタを持たない107基のPlanet Labs Doveの実際の測定降下率です。オレンジ色の帯は、Starlink艦隊がスラスタで大気と戦っていた日を示しています。フルサイズでクリックしてください。

今年は激しいスタートでした。1月19日から21日にかけてのG4地磁気嵐（1月20日にはKp 9-, Ap 144）は熱圏を加熱し、降下率は日中の静穏時の約5倍にあたる127.6 m/dayに跳ね上がりました。空気が落ち着くまで2週間かかりました。3月（22日のG3）、4月、5月、6月、7月（4日のG3）の小規模な嵐は、それぞれ急激なスパイクを生み出しました。Ap 45未満の嵐は背景に埋もれてしまいます。

そして夏が来ました。太陽サイクル25が衰退を続ける中、空気は薄くなり、8月10日にはその年の最小値に達しました。Starlink衛星は1日あたりわずか19.7メートルしか降下していませんでした。

オレンジ色の帯をよく見てください。それぞれが、Starlink艦隊の中央高度が1日あたり8メートル以上沈んだり、10メートル以上回復したりした期間を示しています。これはSpaceXが対抗している証拠です。2026年にはそのようなエピソードが8回あり、そのすべてがAp指数のスパイク上またはその直後に位置していました。私たちは嵐のカレンダーをソフトウェアに与えていませんでした。機動はそれ自体でそれを見つけました。

私たちのやり方

監視は簡単です。なぜなら、難しい部分は他の誰かが行っているからです。米国宇宙軍の第18宇宙防衛中隊は、レーダーを使用して軌道上のすべての物体を追跡し、1日に2〜3回、それぞれの最新の軌道要素（TLEとも呼ばれる）を公開しています。これらはSpace-TrackおよびCelesTrakを通じて配布されています。

各TLEには、B（「B-star」）と呼ばれる空気抵抗項が埋め込まれています。ここでトリックがあります：TLEを読み取る軌道モデルは固定された大気を仮定しています。実際の空気が膨張すると、衛星はモデルの予想よりも遅くなり、軌道を追跡データに合わせるために適合されたBを増加させる必要があります。B*は最終的に空気密度を表します。

個々の衛星のBはノイズが多いです。適合は1日から3日間ぼやけ、ステーションキーピングバーン（姿勢制御のためのスラスタ噴射）によって破損します。そのため、単一の衛星を信頼することはありません。私たちは2026年より前に打ち上げられた1,000基のStarlink衛星の固定サンプルを追跡し、それぞれの今日のBをその衛星自身の静穏時の基準値と比較します。そして、全コホートの中央値を取ります。数百基の衛星の中央値が計器となります。個々の衛星のノイズは消え去ります。

これにより比率が得られます：今日の空気密度が静穏日と比較して何倍であるか。1つの校正定数がそれを1日あたりのメートル数に変換し、Planet LabsのDoveがそれを供給しました。2026年5月の静穏な週に、高度480 kmにスケールされたDoveの測定降下率は、指数の1単位あたり35.7 m/dayという値で固定されました。次にチェックが行われました。1月の嵐の週の間、Doveの実際の降下率は2.74倍に増加し、Starlink指数は2.71倍に増加しました。2つの独立した方法が1%の精度で一致しました。

毎朝、最新のTLEを取得し、その日の値を計算し、ホームページのSATELLITE DRAGボックスに投稿します。TLEは通常1日前のデータなので、その数値は昨日の空気を表しています。

3つのチェック

Starlinkだけを追跡しているわけではありません。私たちは3つの独立したコンステレーションも監視しています：Planet LabsのSuperDoves（107基）、AmazonのKuiper衛星（391基）、EutelsatのOneWeb衛星（651基）。それぞれが異なる質問に答えます。

高度400〜500 kmを周回するSuperDovesは、スラスタをまったく持っていません。それらは大気と戦うことができないため、実際に降下します。それらの測定された降下率が私たちのグラウンドトゥルースです。2026年には、典型的なDoveは1日あたり約62メートルを失っており、1月1日から8月下旬にかけて、中央値のDoveは15.5 km降下しました。それらは非常に敏感です。

高度約630 kmにあるAmazonのKuiper衛星は、別の会社に属しています。それらの機動はSpaceXのものとは関係ありません。2つの艦隊が同時に行うことはすべて大気によるものであり、それらは多くのことを同時に行います：日ごとに、KuiperとStarlinkは0.94の相関で一致しています。

高度1,200 kmを周回するOneWebは、太陽光圧が空気抵抗よりも重要になるほど空気が薄い場所です。それらは私たちのヌルコントロールであり、年間を通じて平坦です。しかし、1月の嵐の間、OneWebさえも1.3倍に増加しました。外気圏もそれを感じました。

大気は呼吸する

この新しいデータストリームを使用することで、大気が呼吸する様子を観察できます。私たちの惑星を囲む空気の層は、太陽活動に応じて膨張および収縮します。太陽の紫外線は熱圏を加熱し、降下率は太陽の10.7 cm電波流（radio flux）に2日間の遅延を伴って追従します：上層大気は太陽の変化に応答するのに約2日かかります。大きな地磁気嵐は、それよりも速く大気を膨張させ、降下率の急激なスパイクを引き起こします。

私たちの衛星は6つの異なる高度を飛行するため、層ごとに膨張の様子を観察できます。1月の嵐について、各高度での空気抵抗の増加量は次のとおりです（嵐の日と、その前の5日間の静穏日との比較）：

応答は高度約550 kmまで増加し、その後反転し、1,200 kmではほとんどなくなります。加熱された酸素は外気圏へと薄れていくまで上昇します。教科書は上昇を予測しています。反転は、6つの高度にセンサーがある場合にのみ見られる種類のものです。

なぜ重要なのか

熱圏の密度は、軌道予測と衝突回避における最大の不確実性です。標準的な大気モデルは、通常の日は20〜30％、嵐の間はそれ以上に誤差があります。日ごとの測定値は、それを日ごとに校正できます。

研究グループは以前にもStarlinkの軌道を使用してきました。最も有名なのは、2022年2月の嵐を分析したもので、この嵐により38基の新たに打ち上げられたStarlink衛星が高度210 kmで失われました。ここで新しいのは、3つの独立したコンステレーションが答えをチェックする、実行中の公開された日次指数です。これは通常、誰も毎日公開しないものです。今、誰かがそれを公開しています。

この目的のために打ち上げられた計器はありません。衛星群自体がセンサーであり、公開されている追跡データから読み取られます。

注意点

指数は相対的です。それは、各衛星の静穏時の基準値に対する倍数として空気密度を測定し、1つの校正定数で1日あたりのメートル数に変換されます。絶対的な密度には依然としてモデルが必要です。

TLEの適合は1日から3日間ぼやけるため、急激なイベントは遅延し、少しぼやけます。

SpaceXは嵐の間、空気抵抗を減らすために衛星をエッジオン（側面を向ける）にします。したがって、Starlinkから読み取られた嵐のピークは下限値です。回避できないDoveがチェックとなります。

測定記録は2026年1月1日に始まりました。太陽流束でスケールすると、太陽極小期の大気は約13 m/day、2024年の太陽極大期の静穏日は約150 m/dayになると推定されます。これらは測定値ではなく推定値です。

データ

2026年の日次系列：drag_sink_2026.csv（日付、1日あたりのメートル数）。フルサイズチャート：[effective_sink_2026.png](https://www.spaceweather.com/starlink/effective_sink_2026.png）。

軌道：Space-Track.org（第18宇宙防衛中隊）およびCelesTrak（T.S. Kelso）。衛星：SpaceX Starlink、Planet Labs、Amazon Kuiper、Eutelsat OneWeb。ApおよびF10.7：GFZ PotsdamおよびDRAO Penticton（CelesTrak経由）。熱圏気候指数：Martin Mlynczak、NASA Langley。方法と分析：Tony Phillips、Spaceweather.com、2026年9月。