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Mega-constelações de satélites em órbita baixa: um verdadeiro «castelo de cartas»

Pessoa observa estrelas com telescópio, com cartas e satélite sobre mesa ao pôr do sol numa paisagem montanhosa.

A expressão inglesa "house of cards" lembra hoje muita gente de uma série política da Netflix, mas a ideia original é bem mais simples - e inquietante: um sistema montado de forma tão frágil que pode ruir com um pequeno abanão.

Foi precisamente este termo que Sarah Thiele (na altura doutoranda na University of British Columbia e agora em Princeton) e os seus coautores escolheram para descrever o estado atual das mega-constelações de satélites, num novo artigo disponibilizado em pré-publicação no arXiv.

E eles têm bons motivos para o dizer. As contas mostram que, somando todas as mega-constelações em órbita baixa (LEO), ocorre uma aproximação próxima - definida como dois satélites a passarem a menos de 1 quilómetro um do outro - a cada 22 segundos. Para a Starlink, em particular, esse valor é de uma vez a cada 11 minutos.

Outra métrica conhecida da Starlink é que, em média, cada um dos milhares de satélites tem de fazer 41 manobras por ano para evitar colisões com outros objetos na sua órbita.

Isto pode soar a um sistema bem desenhado e a funcionar como previsto - mas, como qualquer engenheiro dirá, são os casos-limite (aquilo que não acontece em condições normais) que normalmente desencadeiam as grandes falhas.

De acordo com o artigo, as tempestades solares são um desses possíveis casos-limite para as mega-constelações.

Em geral, as tempestades solares afetam a operação dos satélites de duas formas.

Primeiro, aquecem a atmosfera, aumentando o arrasto e também a incerteza na posição de alguns satélites. Mais arrasto significa mais consumo de combustível para manter a órbita e, além disso, a necessidade de iniciar manobras evasivas quando a trajetória de um satélite pode cruzar a de outro.

Durante a “Tempestade de Gannon” de maio de 2024 (que, infelizmente, não parece ter sido batizada em homenagem ao vilão de Zelda), mais de metade de todos os satélites em LEO tiveram de gastar pelo menos algum combustível nestas manobras de reposicionamento.

Segundo - e possivelmente de forma ainda mais devastadora -, as tempestades solares podem inutilizar os próprios sistemas de navegação e comunicações dos satélites. Isso deixá-los-ia incapazes de manobrar para sair do perigo e, combinado com o aumento do arrasto e da incerteza causado pela atmosfera aquecida, poderia levar a uma catástrofe imediata.

O síndrome de Kessler é a imagem mais conhecida dessa catástrofe: uma nuvem de detritos à volta da Terra torna impossível lançar qualquer coisa para a órbita (ou além) sem que seja destruída.

Mas o síndrome de Kessler demora décadas a desenvolver-se por completo. Para mostrar quão imediato pode ser o problema causado por estas tempestades solares, os autores propuseram uma nova métrica - o relógio Collision Realization and Significant Harm (CRASH).

Segundo os seus cálculos, em junho de 2025, se os operadores de satélites perdessem a capacidade de enviar comandos para manobras de evitamento, haveria uma colisão catastrófica em cerca de 2,8 dias.

Compare-se isso com os 121 dias que eles estimam que teriam sido necessários em 2018, antes da era das mega-constelações, e percebe-se facilmente a razão da preocupação.

Mais inquietante ainda: se os operadores perderem o controlo por apenas 24 horas, existe uma probabilidade de 30% de ocorrer uma colisão catastrófica que poderia servir de “caso semente” para o processo, ao longo de décadas, do síndrome de Kessler.

Infelizmente, as tempestades solares não vêm com grande aviso prévio; talvez um ou dois dias, no máximo. E, mesmo quando há algum alerta, não há necessariamente muito a fazer além de tentar proteger os satélites que possam ser afetados.

Só que o ambiente dinâmico que estas tempestades introduzem na atmosfera exige feedback e controlo em tempo real para gerir os satélites de forma eficaz. Se esse controlo em tempo real falhar, segundo o artigo, temos apenas alguns dias para o restaurar antes de todo o “castelo de cartas” desabar.

E isto também não é mera especulação. A tempestade de Gannon de 2024 foi a mais forte em décadas, mas já conhecemos uma ainda mais intensa - o Evento de Carrington, em 1859. Foi a tempestade solar mais forte de que há registo e, se algo semelhante acontecesse hoje, anularia a nossa capacidade de controlar os satélites por muito mais do que três dias.

Em termos práticos, um único evento - com precedente na memória histórica - poderia destruir a nossa infraestrutura de satélites e manter-nos “presos” à Terra por um futuro previsível.

Não parece um cenário em que os leitores deste blog queiram viver. E, apesar de haver sempre compromissos entre aproveitar as capacidades técnicas que as mega-constelações em LEO nos dão e o risco que representam para o futuro das atividades espaciais, é melhor avaliar esses riscos de forma realista.

Quando está em causa a possibilidade de perder o acesso ao espaço durante gerações por causa de uma tempestade solar particularmente severa, o mínimo é tomar decisões informadas - e este artigo ajuda claramente a fundamentá-las.

Este artigo foi originalmente publicado pela Universe Today. Leia o artigo original.

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