Daqui a dez anos, haverá dezenas de milhares ou mesmo centenas de milhares de satélites operacionais em órbita ao redor do nosso planeta.
Por vários anos, os especialistas levantaram preocupações de que a órbita da Terra está ficando superlotada. Portanto, quantos satélites podemos enviar ao espaço antes que se torne demais?
No Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, Jonathan McDowell é um astrofísico e astrônomo que estuda fenômenos superenergéticos em todo o universo, como buracos negros emissores de jatos nos centros das galáxias. No entanto, o trabalho de McDowell em uma área completamente diferente da pesquisa espacial o tornou famoso nos últimos anos. McDowell acompanha o número crescente de lançamentos de satélites e o número crescente de objetos na órbita da Terra em sua publicação digital mensal Jonathan’s Space Report.
O objetivo inicial do projeto era “fornecer um registro histórico pedante da era espacial”, mas, de certa forma, evoluiu para uma crônica da destruição ambiental do ambiente próximo à Terra. McDowell foi aberto sobre seus pensamentos sobre o futuro do espaço próximo da Terra cada vez mais lotado em suas inúmeras aparições na mídia.
Quando questionado sobre o futuro das megaconstelações de satélites como Amazon Kuiper, Starlink e OneWeb, ele disse: “Será como uma rodovia interestadual, na hora do rush em uma tempestade de neve com todos dirigindo rápido demais”. A única diferença é que existem várias rodovias interestaduais que se cruzam sem semáforos.
Na verdade, os primeiros indícios de que a tensão está se tornando excessiva já estão presentes. Hugh Lewis, um colega britânico de McDowell, é outra voz de cautela que se ouve com frequência, diminuindo a confiança dos empresários apanhados na nova corrida do ouro espacial. Lewis, um professor inglês de astronáutica da Universidade de Southampton, atualiza regularmente sua página no Twitter sobre o aumento dos chamados eventos de conjunção, que ocorrem quando dois objetos espaciais, como satélites em funcionamento ou pedaços de detritos espaciais, ficam perigosamente próximos um do outro. outro.
Ler alguns de seus gráficos é angustiante. “O número geral de conjunções previstas para 2022 foi 134% maior que o número de 2020 e 58% maior que 2021, ultrapassando 4 milhões”, escreveu Lewis em um tweet em 13 de janeiro.
De acordo com Lewis, que falou com o Space.com, isso não significa que quatro milhões de objetos no espaço chegaram a uma distância de ataque um do outro; em vez disso, apenas indica que o gerenciamento do tráfego no espaço está se tornando significativamente mais desafiador do que no passado.
Veja, por exemplo, Starlink da SpaceX. O sistema autônomo de prevenção de colisões da SpaceX realizou 26.037 manobras de prevenção orbital com seus satélites Starlink durante o período de dois anos entre 1º de dezembro de 2020 e 30 de novembro de 2022, de acordo com informações enviadas à Comissão Federal de Comunicações dos EUA (FCC) em dezembro do ano passado .
Isso indica que cada um dos quase 4.000 satélites Starlink que foram lançados até agora realizaram uma média de 12 manobras de evasão durante esse período.
A constelação atual da SpaceX, por outro lado, é menos de 10% do que a empresa pretende implantar. O número de satélites Starlink em órbita pode chegar a 42.000 nos próximos dez anos. Quando você adiciona o lançamento planejado da OneWeb de até 4.000 satélites, a embarcação Kuiper de 3.200 da Amazon e o sistema Guowang previsto da China de 13.000 satélites, fica claro que as coisas estão prestes a ficar muito mais aquecidas.
A SpaceX afirma no documento da FCC que cada um de seus satélites tem combustível suficiente para realizar 350 manobras de prevenção de colisões em sua vida útil prevista de cinco anos. Os cálculos de Lewis, por outro lado, sugerem que esse número pode ser alcançado com uma rapidez notável.
“O número de manobras necessárias para evitar está crescendo de forma não linear.” Lewis afirmou, A constelação Starlink pode ter realizado um milhão de manobras de prevenção de colisão durante sua vida por volta de 2027 ou 2028. Além disso, essa pode ser a primeira vez que eles atingem 350 manobras de prevenção de colisão por satélite durante seus cinco anos de vida. Pode haver centenas, senão milhares, de manobras realizadas a cada dia.
Em outras palavras, devido ao grande número de manobras de evasão que eles terão que realizar em menos de cinco anos, os satélites Starlink podem ficar sem combustível mais cedo do que o previsto em sua vida útil.
Lewis, por outro lado, elogia a SpaceX por sua abordagem à segurança espacial. Apesar de não ter um único satélite no espaço há cinco anos, a empresa é hoje a maior operadora de satélites do mundo por uma margem significativa. A SpaceX desenvolveu uma atitude robusta desde o lançamento de seu primeiro satélite em 2019. De acordo com a empresa, o sistema autônomo de prevenção do satélite Starlink realiza manobras sempre que encontra uma situação com uma chance em 100.000 de colisão. O limite da NASA é uma ordem de grandeza superior a esse nível de risco. A SpaceX informou à FCC que também assume a responsabilidade e realiza uma manobra em todas as situações de conjunção, a menos que os operadores do outro satélite envolvido na conjunção prefiram fazê-lo eles próprios.
No entanto, os satélites operacionais são apenas um componente da questão. Estima-se que o espaço próximo à Terra esteja repleto de aproximadamente 36.500 pedaços de detritos espaciais maiores que 4 polegadas (10 centímetros), aproximadamente um milhão de objetos entre 0,4 e 4 polegadas (1 a 10 cm) e impressionantes 130 milhões de fragmentos menores que 0,4 polegadas (1 cm).
À medida que objetos maiores colidem uns com os outros em velocidades orbitais extremamente altas, produzindo nuvens de fragmentos, a quantidade de material menor em particular continua a aumentar.
McDowell afirmou: “Há boas evidências de que o número de pequenas colisões já está aumentando significativamente.” Os detritos estão sendo produzidos por objetos que não deveriam estar sendo produzidos. Mesmo que continuem a funcionar depois, é provável que tenham sido atingidos por algo insignificante.”
As trajetórias de fragmentos de detritos menores são em sua maioria desconhecidas, e as colisões que podem causar ocorrem completamente sem aviso prévio, apesar do fato de que fragmentos de detritos maiores com mais de 4 polegadas são frequentemente rastreados.
Os especialistas em gerenciamento de detritos, por outro lado, estão mais preocupados com colisões envolvendo dois objetos extintos significativos – satélites mortos ou estágios de foguetes usados. Em 27 de janeiro, um estágio superior de um foguete russo que estava em operação há décadas e um satélite russo há muito extinto fizeram uma dessas aproximações. Os guardas de tráfego espacial só podiam observar, dedos cruzados para que os dois se perdessem porque nenhum dos objetos podia se mover. Eles fizeram desta vez, mas apenas por apenas 20 pés (6 metros). O evento, que foi descrito como um “pior cenário”, poderia ter produzido milhares de fragmentos de detritos potencialmente perigosos que teriam permanecido em órbita por séculos, representando uma ameaça para tudo em seu caminho.
Existe uma situação perigosa como resultado do número crescente de novos satélites e da quantidade crescente de lixo orbital. Em um futuro não muito distante, algumas áreas do espaço próximo à Terra podem se tornar perigosas zonas proibidas.
McDowell afirmou: “Coisas como o incidente de 27 de janeiro começarão a acontecer com mais frequência.” Embora uma única colisão não altere significativamente a situação, um padrão de múltiplas perdas de satélites surge quando ocorre uma anualmente. Na verdade, começará a ter um impacto na economia da órbita baixa da Terra. Como os satélites continuam sendo destruídos, as empresas começarão a perder muito dinheiro.
Então, quantos satélites a mais podem caber com segurança na órbita da Terra? Esta pergunta exige uma resposta complexa. De acordo com Lewis, algumas altitudes orbitais são mais suscetíveis do que outras. Os satélites Starlink, por exemplo, estão em uma órbita de 342 milhas (550 quilômetros) acima da Terra. Depois de cessarem as operações, os objetos nessa altitude normalmente não obstruem o espaço por muito tempo. As órbitas desses satélites se degradam naturalmente dentro de alguns anos devido ao arrasto atmosférico, mesmo que seus propulsores falhem no final de suas missões e não tragam imediatamente a nave de volta à atmosfera da Terra para queimar (como muitos operadores prometem). No entanto, à medida que se sobe em altitude, a capacidade inerente de limpeza desta órbita da Terra diminui.
Lewis disse: “O ambiente espacial é como um sistema com fluxos para dentro e para fora.” Enviamos coisas para o espaço, e o fluxo que sai geralmente é a única maneira de remover as coisas naturalmente do ambiente por causa do arrasto atmosférico. Mas como a atmosfera é tão esparsa acima de 1.000 quilômetros (600 milhas), ela realmente não faz nada. Não há uma pia; Só pode haver mais pessoas.”
Esta faixa de altitude perigosa é o lar da constelação da OneWeb, bem como da menor Globalstar.
A maioria dos operadores de megaconstelações se comprometeu a garantir que, ao final da missão, suas naves ainda tenham combustível suficiente para afundar na atmosfera terrestre para manutenção. No entanto, os especialistas ainda estão preocupados com a possibilidade de falhas técnicas. O satélite de observação da Terra Envisat, que pesava 8,8 toneladas (8 toneladas métricas) e foi lançado em 2012 pela Agência Espacial Europeia, não conseguiu removê-lo de sua órbita 480 milhas (772 quilômetros) acima do planeta. Agora uma das peças mais perigosas de detritos espaciais, a nave continuará a orbitar o planeta por séculos.
De acordo com McDowell, a capacidade natural do espaço próximo à Terra provavelmente será descoberta “da maneira mais difícil” pela humanidade. O astrofísico está cético de que as coisas continuarão administráveis nos próximos anos, apesar das promessas feitas pelos operadores de megaconstelações.
McDowell afirmou: “Teremos algo entre 20.000 e 100.000 satélites em cinco ou dez anos, e estou muito cético de que as coisas possam ser operadas com segurança no número máximo de 100.000.”
O que vem a seguir é a pergunta. A indústria espacial está adormecida em sua própria versão da mudança climática por causa da confiança inspiradora de novos empreendedores espaciais?
“A reação padrão das pessoas às questões naturais é fazer menos do que era necessário”, disse McDowell. “Depois disso, acredito que tentaremos lutar e fazer algo no último minuto que possa permitir que você continue surfando à beira do desastre.”
McDowell prevê um cenário em que as regras de trânsito serão implementadas e aplicadas, passarelas serão construídas e as rodovias interestaduais finalmente receberão semáforos.
Ele afirmou: “Acho que veremos regulamentos limitando o número de satélites que você pode ter em cada altura orbital.” regulamentos que exigem que todos estejam em uma órbita circular e desencorajam as órbitas elípticas. O apoio à proibição de armas anti-satélite já está crescendo.
Podemos começar a ver penalidades reais para eventos que produzem detritos. Por exemplo, se você projetar seu foguete de forma que ele exploda acidentalmente, você pode ser multado, semelhante ao que receberia por jogar lixo. Os fabricantes relevantes podem então ser persuadidos a serem um pouco mais cautelosos como resultado de tal mudança.”
McDowell continuou: “O precedente de acesso mais rigidamente controlado ao espaço já existe.” A União Internacional de Telecomunicações aloca slots em órbita geoestacionária por ordem de chegada. Esta é a altitude desejada de aproximadamente 22.000 milhas (36.000 quilômetros) acima da Terra, onde os satélites aparecem suspensos acima de um local fixo com uma visão estável de uma grande parte do globo. No entanto, em órbitas inferiores, as licenças são concedidas por órgãos nacionais que não são obrigados a trabalhar em conjunto.
McDowell disse: “Acho que isso vai mudar.” Como é típico, os governos exercerão mais controle sobre como esses recursos são distribuídos à medida que os recursos se tornam mais escassos.
Além disso, os especialistas estão pedindo às agências espaciais que desenvolvam tecnologia para a remoção dos detritos orbitais mais perigosos. A partir de agora, há pouca demanda por tal serviço porque não há nenhum caso de negócios para isso. No entanto, pode haver uma mudança de perspectiva. Em julho do ano passado, o governo dos EUA distribuiu seu Plano de Execução de Flotsam e Jetsam Public Orbital, que planeja empreendimentos para manter tudo sob controle no círculo da Terra. É improvável que o status quo dure muito tempo, independentemente do que aconteça.
