Com cada vez mais satélites na órbita baixa da Terra, há um problema a ganhar força…

A órbita baixa da Terra recebe frequentemente satélites que operam em nome de empresas e agências, visando a investigação científica e o fornecimento de Internet, por exemplo. Com novos dispositivos a chegarem, ao mesmo tempo que outros se tornam obsoletos, um novo estudo explora um problema que importa resolver.

O espaço é vasto. No entanto, a quantidade de espaço à volta da Terra que podemos utilizar para operações de satélite é consideravelmente mais finita.

De facto, há um número limitado de objetos que podemos instalar, entre altitudes de cerca de 200 a 1000 quilómetros, antes de as condições se tornarem inseguras.

Conforme recordado pelos investigadores de um novo estudo, a partir de uma certa capacidade, o espaço terrestre baixo ficará tão lotado que as colisões serão inevitáveis, dando origem a um cenário de instabilidade, conhecido como síndrome Kessler:

Colisões > Formação de fragmentos de objetos > Mais lixo espacial, em trajetórias incontroláveis e imprevisíveis > Órbita baixa da Terra mais instável

Segundo os investigadores, o espaço terrestre baixo tem a capacidade de mudar, dependendo de fatores que afetam a atmosfera da Terra.

Por exemplo, durante o máximo solar, quando o Sol está cheio de atividade de erupções e explosões, os satélites têm mais dificuldade em permanecer no céu.

Isto acontece, porque o aumento da energia do Sol inflama a atmosfera e, por conseguinte, aumenta o arrasto sentido pelos satélites na órbita baixa da Terra.

 

Poluição poderá prejudicar atividade na órbita baixa da Terra

Segundo o novo estudo, a libertação contínua de gases com efeito de estufa para a atmosfera terrestre poderá aumentar a longevidade do lixo espacial na órbita baixa da Terra.

Isto poderia, por sua vez, significar uma redução acentuada da quantidade de satélites que podem operar em segurança na órbita baixa da Terra até 2100, colocando limitações significativas ao que pode ser enviado.

Num cenário em que empresas e agências governamentais veem a órbita baixa da Terra como uma oportunidade, as potenciais limitações são um problema.

As alterações climáticas e a acumulação de detritos orbitais são duas questões prementes de preocupação global que exigem uma ação unificada.

Compreender e respeitar a influência que o ambiente natural tem na nossa capacidade coletiva de operar na órbita baixa da Terra é fundamental para evitar a instrumentalização deste sistema e protegê-lo para as gerações futuras.

Escreveu a equipa de investigação, liderada pelo engenheiro aeronáutico William Parker do Massachusetts Institute of Technology (MIT).

O estado do clima da Terra não tem precedentes registados, pelo que as consequências do grande volume de emissões antropogénicas com efeito de estufa na órbita baixa da Terra ainda não foram exploradas em pormenor.

Por forma a colmatar a lacuna de conhecimento, Parker e os seus colegas utilizaram modelos atmosféricos para determinar a carga de satélites que a órbita baixa da Terra poderia suportar no ano 2100 sob diferentes cenários de emissões.

Afinal, os cientistas sabem que os gases com efeito de estufa provocam a contração da termosfera - a camada de atmosfera entre as altitudes de cerca de 85 e 600 quilómetros.

Na investigação, os cientistas descobriram que a diminuição da densidade da termosfera, que ocorre à medida que as emissões de gases com efeito de estufa aumentam, diminui, também, o arrasto sofrido pelos satélites.

Ou seja, citando os investigadores, "o efeito subtil de travagem aplicado a um objeto que se move através de um fluido".

O arrasto exerce uma força constante sobre os satélites que faz com que a sua altitude diminua gradualmente. Para um satélite funcional, isto significa que são necessárias correções de altitude; por isso, menos arrasto é uma coisa boa.

Por outro lado, o arrasto do lixo espacial faz com que este caia lentamente em direção à Terra.

Quando um satélite ultrapassa a sua utilidade, os engenheiros podem planear que o arrasto o leve para a atmosfera terrestre, onde arderá inofensivamente na reentrada, eliminando-o, dessa forma, em segurança.

Quando o arrasto diminui, esse processo demora muito mais tempo, deixando o satélite extinto na órbita baixa da Terra durante mais tempo, constituindo um perigo para outros objetos.

De acordo com o modelo da equipa de Parker, as emissões moderadas a elevadas de dióxido de carbono diminuirão drasticamente o número de satélites em desorbitação, mantendo a órbita terrestre baixa cheia de lixo e limitando o número de novos satélites que podemos enviar.

No pior cenário de emissões, a gama de altitudes entre 400 e 1000 quilómetros regista uma redução de 60% da capacidade durante o máximo solar e uma redução de 82% da capacidade durante o mínimo solar, até ao ano 2100.

 

Este não pode ser um "problema para depois"

Os cálculos da equipa mostram que milhões de satélites poderiam operar em segurança nas camadas de menor altitude sem desencadear a instabilidade da síndrome Kessler.

No entanto, tendo em conta os esforços atuais para enviar satélites para a órbita baixa da Terra, os investigadores creem que seria profícuo analisar o potencial problema antes que ele se torne um problema real: "É necessário compreender a variabilidade ambiental e o seu impacto em operações sustentáveis para evitar a sobre-exploração da região".