Milhares de satélites devem entrar em órbita e isso preocupa astrônomos

Desde o lançamento do Sputnik 1, em 1957, a baixa órbita terrestre se tornou um ambiente cada vez mais congestionado com mais de 2.200 satélites lançados até agora.

Esses satélites — junto com o lançamento de componentes de veículos espaciais e destroços formado por desintegração mecânica, colisões e explosões — agora preenchem essa região com um "nevoeiro" de lixo espacial.

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E a situação está cada vez mais agitada. Nas últimas semanas, a SpaceX lançou 60 novos satélites como parte de seu programa Starlink.

Isso forma um total de cerca de 400 satélites da Starlink na órbita terrestre baixa como parte do programa que tem o objetivo de trazer um acesso à internet barato e via satélite a todos. No final, esse programa poderá lançar até 12 mil satélites na órbita da Terra.

Com a Amazon, a canadense Telesat e outras empresas planejando uma constelação de satélites em escala similar, a órbita baixa terrestre está ficando cada vez mais lotada.

Os destroços variam em tamanho de alguns mícrons até muitos metros. Stuart Grey, engenheiro espacial da Universidade de Strathclyde, na Escócia, produziu uma visualização incrível que destaca mais de 20 mil objetos de mais de 10 centímetros de tamanho que estão orbitando pela Terra.

Mas há muitos milhões de partículas de 1 milímetro de tamanho e até menores.

Fechando nossa janela ao universo?

Astrônomos amadores já estão mostrando suas preocupações em relação ao aumento do número de objetos brilhantes e que se movem no céu durante a noite. Mas o receio é talvez muito maior entre os profissionais.

A pilha de objetos na órbita terrestre baixa traz consequências aos astrônomos que trabalham em chão firme. As superfícies brilhantes dos satélites podem refletir raios solares — dando origem a uma explosão de luz solar direcionada para a superfície da Terra.

Essas intensas explosões de luz são muito mais fortes do que as fontes de luz fracas que normalmente são observadas pelos astrônomos e impedem a observação de objetos distantes no espaço.

Bilhões de dólares já foram gastos em telescópios ópticos existentes e muitos outros bilhões serão despejados em novas plataformas na próxima década, como no Telescópio Europeu Extremamente Grande (E-ELT, na sigla em inglês), que está sendo construído no Atacama, no Chile.

Há uma intensa competição por observar o tempo em tais recursos, portanto, qualquer ameaça potencial das luzes refletidas dos satélites deve ser levada a sério, pois elas podem impossibilitar algumas das observações que conduzem a nossa compreensão da evolução do universo.

A SpaceX garantiu ao público que a Starlink não contribuirá para esse problema e diz que está tomando medidas para mitigar os impactos de seus satélites na astronomia observacional — até o ponto de testar se um revestimento preto em seus satélites pode reduzir a visibilidade e ajustar as órbitas de alguns satélites, se necessário.

Com cerca de 3% de sua constelação planejada lançada, a SpaceX está ao menos respondendo às preocupações levantadas pelos astrônomos. Com sorte, outras agências que planejam lançamentos de constelações de satélites também se antecipem com seus planos de reduzir esse sério problema à observação astronômica.

Mas a aglomeração na órbita baixa da Terra também tem consequências para s/os satélites e outros veículos espaciais, incluinado aqueles projetados para transportar seres humanos.

Para alcançar a órbita, os satélites buscam um equilíbrio entre sua velocidade e o efeito da gravidade da Terra sobre eles. A velocidade com que um satélite precisa viajar para alcançar esse equilíbrio depende de sua altitude sobre a Terra. Quanto mais próximo da Terra, mais rápida a velocidade orbital necessária.

A uma altitude de 200 quilômetros, a velocidade orbital necessária é um pouco maior do que de 27.358 quilômetros por hora (cerca de 7,5 quilômetros por segundo). Qualquer objeto lançado por um satélite ou outro veículo em órbita manterá a mesma velocidade orbital.

As colisões entre esses objetos podem, portanto, ocorrer em velocidades combinadas de potencialmente 54.710 quilômetros por hora a 200 km (se estiver de frente). Os efeitos desses impactos podem ser graves para astronautas e estações espaciais —como mostram as dramáticas cenas de abertura do filme Gravidade, de 2013.

Existe um tipo de defesa anti-impacto em satélites e veículos espaciais, projetada para impedir que objetos menores que 1 centímetro colidam com eles. Na melhor das hipóteses, essa defesa fará o trabalho — embora o impulso eletromagnético criado possa interferir nos sistemas eletrônicos.

Na pior das hipóteses, pedaços maiores de lixo espacial poderiam penetrar nos veículos. Isso pode resultar em danos internos e desintegração que ameaçam a segurança da missão.

Agências espaciais como a NASA e a ESA estabeleceram programas de pesquisa de lixo espacial para observá-los e desenvolver estratégias para controlar seus efeitos.

Há pouca dúvida de que, com o aumento do uso e comercialização do espaço, aumentamos o risco de eventos catastróficos associados a lixo orbital.

As agências, tanto estatais quanto privadas, devem reconhecer isso e apoiar os esforços para reduzir a probabilidade desses eventos, tomando medidas para acabar com o lixo existente e reduzir o potencial de outros detritos, removendo satélites redundantes e outros veículos espaciais. Por exemplo, o satélite RemoveDEBRIS usa um arpão a bordo para capturar lixo.

Somente quando resolvermos o problema do lixo espacial, nossa janela e caminho para o espaço estarão verdadeiramente totalmente abertos.

*Martin McCoustra é professor de Física Química da Heriot-Watt University. Esse artigo é uma republicação da The Conversation sobre licença Creative Commons. Leia o artigo original.